Question

15．运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义
（1）氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
①如图是一定的温度和压强下是N₂和H₂反应生成1molNH₃过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1．（△H的数值用含字母a、b的代数式表示）
②氨气溶于水得到氨水．在25°C下，将m mol•L^-1的氨水与n mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应后的溶液呈中性，则c（NH⁺₄）=c（Cl^-）（填“＞”、“＜”或“=”）；用含m和n的代数式表示出混合液中氨水的电离平衡常数表达式K=$\frac{n×1{0}^{-7}}{m-n}$．
（2）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在．25°C下，向0.1mol•L^-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol•L^-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成．从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是Qc＞Ksp，向反应后的浊液中，继续加入适量0.1mol•L^-1的NaI溶液，振荡、静置，看到的现象是白色沉淀转化为黄色沉淀，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．
（已知25°C时K_sp[AgCl]=1.0×10^-10mol²•L^-2，K_sp[Ag]=1.5×10^-16mol²•L^-2）

Answer 1

分析 （1）①由图求出N₂和H₂反应生成1molNH₃的反应热，再根据热化学反应方程式的书写解答；
②根据电荷守恒，判断离子浓度大小；氨水的电离平衡常数为电离出离子的浓度积与溶质浓度的比值；
（2）当浓度积Qc＞Ksp时，会生成沉淀；向AgCl浊液中加入NaI溶液，发生沉淀的转化：AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）；

解答 解：（1）①由图可知，N₂和H₂反应生成1molNH₃放出的热量为（b-a）kJ，该反应的热化学反应方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（b-a）kJ•mol^-1；
②将m mol•L^-1的氨水与n mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应后的溶液呈中性，则氨水必须稍微过量，根据溶液的电荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），溶液呈中性，即c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，即c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=$\frac{n}{2}$mol/L．溶液中氨水过量，过量的氨水的浓度c（NH₃•H₂O）=$\frac{m-n}{2}$mol/L，氨水中的电离常数为$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（{H}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{\frac{n}{2}×1{0}^{-7}}{\frac{m-n}{2}}$=$\frac{n×1{0}^{-7}}{m-n}$，故答案为：=；=$\frac{n×1{0}^{-7}}{m-n}$；
（2）25°C下，向0.1mol•L^-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol•L^-1硝酸银溶液，当浓度积Qc＞Ksp时，会生成沉淀；
向AgCl浊液中加入NaI溶液，溶度积常数可知碘化银溶解度小于氯化银，发生沉淀的转化，白色沉淀转化为黄色沉淀：反应的离子方程式为：AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）；
故答案为：Qc＞Ksp；白色沉淀转化为黄色沉淀，AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）；

点评 本题考查了热化学方程式书写、电离平衡常数的有关计算和沉淀转化理解应用，题目难度中等．