Question

17．如图1表示氮及其化合物在一定条件下的转化关系：

（1）反应I：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1
图2是反应I中平衡混合气中NH₃的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L（L₁、L₂）、X分别代表温度或压强．其中X代表的是压强（填“温度”或“压强”），判断L₁、L₂的大小关系并说明理由L₁＜L₂ 合成氨的反应是放热反应，压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，氨的体积分数减小．
（2）①反应II的化学方程式是8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl．
②反应II其中一步反应为
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}{→}$2Cl（g）
断开1mol H-N键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为41 kJ．
（3）反应III是利用图3所示装置电解制备NCl₃（氯的化合价为+1），其原理是：
NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
①b接电源的负极（填“正”或“负”）．
②阳极反应式是3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺．
（4）反应III得到的NCl₃可以和NaClO₂制备 ClO₂，同时生成NH₃，该反应的离子方程式是NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

Answer 1

分析 （1）升高温度，平衡向吸热的方向移动；增大压强，平衡向气体体积缩小的方向移动；
（2））①根据流程图，反应II中氯气与氨气反应生成氮气和氯化铵；
②设1molH-N键能为x，1molH-Cl键能为y，根据△H=反应物键能之和-生成物键能之和计算；
（3）①阴极与电源负极相连，阳极与电源正极相连；
②阴极电极反应为氢离子得电子生成氢气，用总反应减掉阴极反应得阳极反应；
（4）根据氧化还原得失电子守恒配平反应．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1为放热反应，若升高温度平衡逆向移动，前期的体积分数减小，与图象矛盾；若增大压强，平衡向正向移动，氨气的体积分数增大，故改变条件为压强；压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，氨的体积分数减小，L₁＜L₂，故答案为：压强；L₁＜L₂；合成氨的反应是放热反应，压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，氨的体积分数减小；
（2））①根据流程图，反应II中氯气与氨气反应生成氮气和氯化铵，反应为：8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl，故答案为：8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl
②设1molH-N键能为x，1molH-Cl键能为y，根据△H=反应物键能之和-生成物键能之和，-462=6x+3×243-（945+6y），x-y=41kJ，故答案为：41；
（3）①b极产生氢气，为阴极，与电源负极相连，故答案为：负；
②阴极电极反应为氢离子得电子生成氢气，用总反应减掉阴极反应得阳极反应式，故答案为：3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺；
（4）反应III得到的NCl₃可以和NaClO₂制备 ClO₂，同时生成NH₃，根据氧化还原化合价升降原理，Cl元素化合价有升高和讲点，根据得失电子守恒配平反应，故答案为：NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

点评 该题考查化学反应速率和化学平衡问题，要求正确书写方程式，学生需有扎实的基础，试题难度中等．