Question

某同學(xué)模擬工業(yè)“折點(diǎn)加氯法”處理氨氮廢水的原理，進(jìn)行如圖研究．

裝置（氣密性良好，試劑已添加）	操作	現(xiàn)象
	打開分液漏斗活塞，逐滴加入濃氨水	�。瓹中氣體顏色變淺 ⅱ．稍后，C中出現(xiàn)白煙并逐漸增多

（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（2）現(xiàn)象ⅰ，C中發(fā)生的反應(yīng)為：2NH₃（g）+3Cl₂（g）=N₂（g）+6HCl（g）H=-456kJ?mol^-1
已知：

①NH₃的電子式是

 

．
②斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為

 

，NH₃中的H-N鍵比HCl中的H-Cl鍵（填“強(qiáng)”或“弱”）

 

．
（3）現(xiàn)象ⅱ中產(chǎn)生白煙的化學(xué)方程式是

 

．
（4）為避免生成白煙，該學(xué)生設(shè)計(jì)了如圖裝置以完成Cl₂和NH₃的反應(yīng)．

若該裝置能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，則
①石墨b電極上發(fā)生的是

 

反應(yīng)（填“氧化”或“還原”）
②寫出石墨a電極的電極反應(yīng)式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：反應(yīng)熱和焓變,原電池和電解池的工作原理

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化

分析：（1）A中是濃氨水滴入固體氫氧化鈉中，氫氧化鈉溶解過程中放熱，溫度升高一水合氨分解生成氨氣和水；
（2）①氨氣是氮原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)共價(jià)鍵，氮原子有一對(duì)孤對(duì)電子，據(jù)此書寫電子式；
②化學(xué)反應(yīng)的焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和計(jì)算；依據(jù)原子半徑分析，鍵越短鍵越牢固；
（3）氨氣被氯氣氧化生成氮?dú)夂吐然瘹�，氨氣過量和生成的氯化氫反應(yīng)生成固體氯化銨白色固體顆粒；
（4）裝置為原電池反應(yīng)，鈉離子移向可知a為負(fù)極，氨氣失電子生成氮?dú)�，b為正極，氯氣得到電子生成氯離子．

解答： 解：（1）A中是濃氨水滴入固體氫氧化鈉中，氫氧化鈉溶解過程中放熱，溫度升高一水合氨分解生成氨氣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式NH₃?H₂O═NH₃↑+H₂O，
故答案為：NH₃?H₂O═NH₃↑+H₂O；
（2）①氨氣是共價(jià)化合物，氮原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)共價(jià)鍵，氮原子有一對(duì)孤對(duì)電子，氨氣的電子式為：；
故答案為：；
 ②焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和，6×（H-N）+3Cl-Cl-[6（H-Cl）+N≡N]=-456kJ?mol^-1；得到6×（H-N）+3×243KJ/mol-[6（H-Cl）+945KJ/mol]=-456kJ?mol^-1；得到6×（H-N）-6（H-Cl）=-456kJ?mol^-1-3×243KJ/mol+945KJ/mol；（H-N）-（H-Cl）=-40KJ/mol，斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為40KJ，NH₃中的H-N鍵比HCl中的H-Cl鍵弱；
故答案為：40；弱；
（3）氨氣被氯氣氧化生成氮?dú)夂吐然瘹洌?Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl，氨氣過量和生成的氯化氫反應(yīng)生成固體氯化銨白色固體顆粒，NH₃+HCl=NH₄Cl；
故答案為：HCl+NH₃=NH₄Cl；
（4）①裝置為原電池反應(yīng)，鈉離子移向可知a為負(fù)極，氨氣失電子生成氮?dú)猓琤為正極，氯氣得到電子生成氯離子，發(fā)生還原反應(yīng)，故答案為：還原；
 ②石墨a電極為負(fù)極，氨氣失電子生成氮?dú)猓瑝A溶液中電極反應(yīng)式為2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，故答案為：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，鍵能和焓變的計(jì)算依據(jù)和方法，原電池電極反應(yīng)書寫方法，掌握物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．