Question

10．運用化學反應原理研究氮、氧等單質及其化合物的反應有重要意義．
（1）合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），若在恒溫恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，平衡向左（填“向左”“向右”或“不”）移動；使用催化劑，反應的△H不改變（填“增大”“減小”或“不改變”）．
（2）在25℃下，將a mol/L的氨水與0.01mol/L的鹽酸等體積混合，反應達到平衡時溶液中c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），則溶液顯堿性（填“酸”“堿”或“中”）．
（3）在25℃下，向濃度均為0.1mol/L的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu（OH）₂沉淀（填化學式），生成該沉淀的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．已知25℃時Ksp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20．
（4）有人設想尋求合適的催化劑和電極材料，以N₂和H₂為電極反應物，以HCl-NH₄Cl為電解質溶液制取新型燃料電池．則正極附近的pH增大（填“增大”“減小”或“不變”）；負極的電極反應方程式為H₂-2e^-═2H⁺．

Answer 1

分析 （1）恒溫恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體積增大，等效為降低壓強，平衡向體積增大的方向移動；
反應熱只與始態與狀態有關，催化劑改變平衡建立的途徑，不影響始態與終態，反應熱不變；
（2）根據電荷守恒判斷銨根離子濃度和氯離子濃度相對大小；
（3）Mg（OH）₂、Cu（OH）₂的結構類型相同，溶度積越小，溶解度越小，加入相同的濃度的氨水，最先析出；
（4）原電池的正極上發生得電子的還原反應，負極發生失電子的氧化反應，據此分析．

解答 解：（1）恒溫恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體積增大，等效為降低壓強，平衡向體積增大的方向移動，該反應正反應是體積減小的反應，故平衡向左移動．
反應熱只與始態與狀態有關，催化劑改變平衡建立的途徑，不影響始態與終態，反應熱不變，
故答案為：向左；不改變；
（2）溶液中存在電荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），由于c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），故c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈堿性，故答案為：堿；
（3）Mg（OH）₂、Cu（OH）₂的結構類型相同，Cu（OH）₂溶度積更小，溶解度越小，加入相同的濃度的氨水，Cu（OH）₂最先析出，反應離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
故答案為：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（4）正極上氮氣得電子和氫離子反應生成銨根離子，即電極反應為N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺，所以正極附近的pH增大，負極為氫氣失電子發生氧化反應，反應式為：H₂-2e^-═2H⁺；故答案為：增大；H₂-2e^-═2H⁺．

點評 本題考查化學平衡影響因素、離子濃度比較、難溶電解質的沉淀問題、燃料電池的工作原理和規律知識，比較綜合，難度中等．