Question

17．如圖1表示氮及其化合物在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系：

（1）反應(yīng)I：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
圖2是反應(yīng)I中平衡混合氣中NH₃的體積分?jǐn)?shù)隨溫度或壓強(qiáng)變化的曲線，圖中L（L₁、L₂）、X分別代表溫度或壓強(qiáng)．其中X代表的是壓強(qiáng)（填“溫度”或“壓強(qiáng)”），判斷L₁、L₂的大小關(guān)系并說(shuō)明理由L₁＜L₂ 合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，氨的體積分?jǐn)?shù)減�。�
（2）①反應(yīng)II的化學(xué)方程式是8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl．
②反應(yīng)II其中一步反應(yīng)為
2NH₃（g）+3Cl₂（g）═N₂（g）+6HCl（g）△H=-462kJ•mol^-1
已知：N₂（g）$\stackrel{945kJ•mol-1}{→}$2N（g）    Cl₂（g）$\stackrel{243kJ•mol-1}{→}$2Cl（g）
斷開(kāi)1mol H-N鍵與斷開(kāi)1mol H-Cl鍵所需能量相差約為41 kJ．
（3）反應(yīng)III是利用圖3所示裝置電解制備NCl₃（氯的化合價(jià)為+1），其原理是：
NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
①b接電源的負(fù)極（填“正”或“負(fù)”）．
②陽(yáng)極反應(yīng)式是3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺．
（4）反應(yīng)III得到的NCl₃可以和NaClO₂制備 ClO₂，同時(shí)生成NH₃，該反應(yīng)的離子方程式是NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

Answer 1

分析 （1）升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)；增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積縮小的方向移動(dòng)；
（2））①根據(jù)流程圖，反應(yīng)II中氯氣與氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂吐然�銨；
②設(shè)1molH-N鍵能為x，1molH-Cl鍵能為y，根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和計(jì)算；
（3）①陰極與電源負(fù)極相連，陽(yáng)極與電源正極相連；
②陰極電極反應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，用總反應(yīng)減掉陰極反應(yīng)得陽(yáng)極反應(yīng)；
（4）根據(jù)氧化還原得失電子守恒配平反應(yīng)．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1為放熱反應(yīng)，若升高溫度平衡逆向移動(dòng)，前期的體積分?jǐn)?shù)減小，與圖象矛盾；若增大壓強(qiáng)，平衡向正向移動(dòng)，氨氣的體積分?jǐn)?shù)增大，故改變條件為壓強(qiáng)；壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，氨的體積分?jǐn)?shù)減小，L₁＜L₂，故答案為：壓強(qiáng)；L₁＜L₂；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)，氨的體積分?jǐn)?shù)減�。�
（2））①根據(jù)流程圖，反應(yīng)II中氯氣與氨氣反應(yīng)生成氮?dú)夂吐然�銨，反應(yīng)為：8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl，故答案為：8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl
②設(shè)1molH-N鍵能為x，1molH-Cl鍵能為y，根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和，-462=6x+3×243-（945+6y），x-y=41kJ，故答案為：41；
（3）①b極產(chǎn)生氫氣，為陰極，與電源負(fù)極相連，故答案為：負(fù)；
②陰極電極反應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，用總反應(yīng)減掉陰極反應(yīng)得陽(yáng)極反應(yīng)式，故答案為：3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺；
（4）反應(yīng)III得到的NCl₃可以和NaClO₂制備 ClO₂，同時(shí)生成NH₃，根據(jù)氧化還原化合價(jià)升降原理，Cl元素化合價(jià)有升高和講點(diǎn)，根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)，故答案為：NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

點(diǎn)評(píng) 該題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡問(wèn)題，要求正確書(shū)寫方程式，學(xué)生需有扎實(shí)的基礎(chǔ)，試題難度中等．