Question

20．运用化学反应原理研究氮、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）如图是一定的温度和压强下N₂和H₂反应生成lmolNH₃过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学方程式（△H的数值用含字母Q₁、Q₂的代数式表示）：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂）kJ•mol^-1
（2）已知：25℃时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态存在．在25℃下，向0.1L0.002mol•L^-l的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1L0.002mol•L^-l硝酸银溶液，有白色沉淀生成，从难溶电解质的溶解平衡角度解释产生沉淀的原因是c（Ag⁺）．c（Cl^-）＞Ksp（AgCl），向反应后的浑浊液中继续加入0.1L0.002mol•L^-1的NaI溶液，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）．
（3）氨气溶于水得到氨水．在25℃下，将a mol•L^-1的氨水与b mol•L^-1的盐酸等体积混合（混合后体积为混合前体积之和），反应后溶液显中性．求25℃下该混合溶液中氨水的电离平衡常数．

Answer 1

分析 （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Qc与Ksp的相对大小来确定有没有沉淀产生，溶解度越小越易形成沉淀；
（3）将a mol•L^-1的氨水与b mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根据k=$\frac{[N{{H}_{4}}^{+}]•[O{H}^{-}]}{[N{H}_{3}•{H}_{2}O]}$计算．

解答 解：（1）由图可知，N₂和H₂反应生成1molNH₃放出的热量为（Q₁-Q₂）kJ，该反应的热化学反应方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₁-Q₂）kJ•mol^-1，
故答案为：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）沉淀转化，所以AgCl会转化为AgI，白色沉淀转化为黄色沉淀，离子反应为AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq），
故答案为：c（Ag⁺）．c（Cl^-）＞Ksp（AgCl）；白色沉淀转化为黄色沉淀；AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）；
故答案为：阳；N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（3）将a mol•L^-1的氨水与b mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=$\frac{b}{2}$mol/L，混合后反应前c（NH₃•H₂O）=$\frac{a}{2}$mol/L，则反应后c（NH₃•H₂O）=（$\frac{a}{2}$-$\frac{b}{2}$）mol/L，
则k=$\frac{[N{{H}_{4}}^{+}]•[O{H}^{-}]}{[N{H}_{3}•{H}_{2}O]}$=$\frac{\frac{b}{2}×1×1{0}^{-7}}{\frac{a}{2}-\frac{b}{2}}$=$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$，
故答案为：$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$．

点评 本题考查了热化学方程式书写，电解原理的应用电解反应的书写方法，弱电解质电离平衡的计算应用，沉淀溶解平衡的分析判断，题目难度中等．