题目内容

20．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=-92kJmol-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-．

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 本题考查了化学反应速率、化学平衡影响因素、原电池反应等知识点，主要是反应能量变化的计算，要求正确书写方程式，学生需有扎实的基础，试题难度中等．

练习册系列答案
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