Question

20．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、氯、碘等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義．
（1）如圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下N₂和H₂反應(yīng)生成lmolNH₃過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式（△H的數(shù)值用含字母Q₁、Q₂的代數(shù)式表示）：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂）kJ•mol^-1
（2）已知：25℃時K_SP（AgCl）=1.6×l0^-10K_SP（AgI）=1.5×l0^-16
海水中含有大量的元素，常量元素如氯，微量元素如碘，其在海水中均以化合態(tài)存在．在25℃下，向0.1L0.002mol•L^-l的NaCl溶液中逐滴加入適量的0.1L0.002mol•L^-l硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，從難溶電解質(zhì)的溶解平衡角度解釋產(chǎn)生沉淀的原因是c（Ag⁺）．c（Cl^-）＞Ksp（AgCl），向反應(yīng)后的渾濁液中繼續(xù)加入0.1L0.002mol•L^-1的NaI溶液，看到的現(xiàn)象是白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是（用離子方程式表示）AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．
（3）氨氣溶于水得到氨水．在25℃下，將a mol•L^-1的氨水與b mol•L^-1的鹽酸等體積混合（混合后體積為混合前體積之和），反應(yīng)后溶液顯中性．求25℃下該混合溶液中氨水的電離平衡常數(shù)．

Answer 1

分析 （1）由圖求出N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃的反應(yīng)熱，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫解答；
（2）根據(jù)Qc與Ksp的相對大小來確定有沒有沉淀產(chǎn)生，溶解度越小越易形成沉淀；
（3）將a mol•L^-1的氨水與b mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根據(jù)k=$\frac{[N{{H}_{4}}^{+}]•[O{H}^{-}]}{[N{H}_{3}•{H}_{2}O]}$計算．

解答 解：（1）由圖可知，N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃放出的熱量為（Q₁-Q₂）kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₁-Q₂）kJ•mol^-1，
故答案為：N₂ （g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂） kJ•mol^-1；
（2）Qc=c（Ag⁺）．c（Cl^-）=0.001mol•L^-l×0.001mol•L^-l=10^-6＞Ksp（AgCl），所以有沉淀，K_SP（AgCl）＞K_SP（AgI）沉淀轉(zhuǎn)化，所以AgCl會轉(zhuǎn)化為AgI，白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀，離子反應(yīng)為AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq），
故答案為：c（Ag⁺）．c（Cl^-）＞Ksp（AgCl）；白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀；AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）；
故答案為：陽；N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（3）將a mol•L^-1的氨水與b mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=$\frac{2}$mol/L，混合后反應(yīng)前c（NH₃•H₂O）=$\frac{a}{2}$mol/L，則反應(yīng)后c（NH₃•H₂O）=（$\frac{a}{2}$-$\frac{2}$）mol/L，
則k=$\frac{[N{{H}_{4}}^{+}]•[O{H}^{-}]}{[N{H}_{3}•{H}_{2}O]}$=$\frac{\frac{2}×1×1{0}^{-7}}{\frac{a}{2}-\frac{2}}$=$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$，
故答案為：$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫，電解原理的應(yīng)用電解反應(yīng)的書寫方法，弱電解質(zhì)電離平衡的計算應(yīng)用，沉淀溶解平衡的分析判斷，題目難度中等．