Question

20．如圖1表示氮及其化合物在一定條件下的轉(zhuǎn)化關(guān)系：

（1）反應(yīng)Ⅰ：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJmol^-1，圖2是反應(yīng)I中平衡混合氣中NH₃的體積分數(shù)隨溫度或壓強變化的曲線，圖中L（L₁、L₂）、X分別代表溫度或壓強．其中X代表的是壓強（填“溫度”或“壓強”），判斷L₁、L₂的大小關(guān)系并說明理由L₁＜L₂；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，壓強相同時，溫度升高，平衡逆向移動，氨的體積分數(shù)減�。�
（2）①反應(yīng)Ⅱ的化學方程式是8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl．
②反應(yīng)Ⅱ其中一步反應(yīng)為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}{→}$2Cl（g），斷開1mol H-N鍵與斷開1mol H-Cl鍵所需能量相差約為41 kJ．
（3）反應(yīng)Ⅲ是利用圖3所示裝置電解制備NCl₃（氯的化合價為+1），其原理是：NH₄Cl+2HCl$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$NCl₃+3H₂↑．
①b接電源的負極（填“正”或“負”）．
②陽極反應(yīng)式是3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺．
（4）反應(yīng)Ⅲ得到的NCl₃可以和NaClO₂制備 ClO₂，同時生成NH₃，該反應(yīng)的離子方程式是NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

Answer 1

分析 （1）升高溫度，平衡向吸熱的方向移動；增大壓強，平衡向氣體體積縮小的方向移動；
（2）①根據(jù)流程圖，反應(yīng)II中氯氣與氨氣反應(yīng)生成氮氣和氯化銨；
②設(shè)1molH-N鍵能為x，1molH-Cl鍵能為y，根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和計算；
（3）①陰極與電源負極相連，陽極與電源正極相連；
②陰極電極反應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，用總反應(yīng)減掉陰極反應(yīng)得陽極反應(yīng)；
（4）根據(jù)氧化還原得失電子守恒配平反應(yīng)．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92kJ•mol^-1為放熱反應(yīng)，若升高溫度平衡逆向移動，前期的體積分數(shù)減小，與圖象矛盾；若增大壓強，平衡向正向移動，氨氣的體積分數(shù)增大，故改變條件為壓強；壓強相同時，溫度升高，平衡逆向移動，氨的體積分數(shù)減小，L₁＜L₂，
故答案為：壓強；L₁＜L₂；合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，壓強相同時，溫度升高，平衡逆向移動，氨的體積分數(shù)減小；
（2）①根據(jù)流程圖，反應(yīng)II中氯氣與氨氣反應(yīng)生成氮氣和氯化銨，反應(yīng)為：8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl，
故答案為：8NH₃+3Cl₂=N₂+6NH₄Cl
②設(shè)1molH-N鍵能為x，1molH-Cl鍵能為y，根據(jù)△H=反應(yīng)物鍵能之和-生成物鍵能之和，-462=6x+3×243-（945+6y），x-y=41kJ，
故答案為：41；
（3）①b極產(chǎn)生氫氣，為陰極，與電源負極相連，
故答案為：負；
②陰極電極反應(yīng)為氫離子得電子生成氫氣，用總反應(yīng)減掉陰極反應(yīng)得陽極反應(yīng)式，
故答案為：3Cl^--6e^-+NH₄⁺=NCl₃+4H⁺；
（4）反應(yīng)III得到的NCl₃可以和NaClO₂制備 ClO₂，同時生成NH₃，根據(jù)氧化還原化合價升降原理，Cl元素化合價有升高和講點，根據(jù)得失電子守恒配平反應(yīng)，
故答案為：NCl₃+6ClO₂^-+3H₂O=6ClO₂+NH₃+3Cl^-+3OH^-．

點評 本題考查了化學反應(yīng)速率、化學平衡影響因素、原電池反應(yīng)等知識點，主要是反應(yīng)能量變化的計算，要求正確書寫方程式，學生需有扎實的基礎(chǔ)，試題難度中等．