Question

10．运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）合成氨反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），若在恒温恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡向左（填“向左”“向右”或“不”）移动；使用催化剂，反应的△H不改变（填“增大”“减小”或“不改变”）．
（2）在25℃下，将a mol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合，反应达到平衡时溶液中c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），则溶液显碱性（填“酸”“碱”或“中”）．
（3）在25℃下，向浓度均为0.1mol/L的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu（OH）₂沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．已知25℃时Ksp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20．
（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂和H₂为电极反应物，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液制取新型燃料电池．则正极附近的pH增大（填“增大”“减小”或“不变”）；负极的电极反应方程式为H₂-2e^-═2H⁺．

Answer 1

分析 （1）恒温恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，等效为降低压强，平衡向体积增大的方向移动；
反应热只与始态与状态有关，催化剂改变平衡建立的途径，不影响始态与终态，反应热不变；
（2）根据电荷守恒判断铵根离子浓度和氯离子浓度相对大小；
（3）Mg（OH）₂、Cu（OH）₂的结构类型相同，溶度积越小，溶解度越小，加入相同的浓度的氨水，最先析出；
（4）原电池的正极上发生得电子的还原反应，负极发生失电子的氧化反应，据此分析．

解答 解：（1）恒温恒压条件下向平衡体系中通入氩气，体积增大，等效为降低压强，平衡向体积增大的方向移动，该反应正反应是体积减小的反应，故平衡向左移动．
反应热只与始态与状态有关，催化剂改变平衡建立的途径，不影响始态与终态，反应热不变，
故答案为：向左；不改变；
（2）溶液中存在电荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），由于c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），故c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈碱性，故答案为：碱；
（3）Mg（OH）₂、Cu（OH）₂的结构类型相同，Cu（OH）₂溶度积更小，溶解度越小，加入相同的浓度的氨水，Cu（OH）₂最先析出，反应离子方程式为：Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
故答案为：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（4）正极上氮气得电子和氢离子反应生成铵根离子，即电极反应为N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺，所以正极附近的pH增大，负极为氢气失电子发生氧化反应，反应式为：H₂-2e^-═2H⁺；故答案为：增大；H₂-2e^-═2H⁺．

点评 本题考查化学平衡影响因素、离子浓度比较、难溶电解质的沉淀问题、燃料电池的工作原理和规律知识，比较综合，难度中等．