Question

10．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用．請回答下列問題：
（1）常溫下，某氨水的pH=12，則水電離的c（OH^-）=1×10^-12mol/L．若向該氨水中加入等體積、等物質的量濃度的鹽酸，此時溶液中水電離的程度大于（填“大于”、“等于”或“小于”）氨水中水的電離程度．
（2）合成氨反應N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），若在恒溫、恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，則平衡向左移動（填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”）．
（3）一定溫度下，在密閉容器中可發(fā)生下列反應：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）．下表為反應在T₁溫度下的部分實驗數(shù)據(jù)：則500s內N₂O₅的分解速率v（N₂O₅）=3×10^-3mol•L^-1•s^-1；降溫至T₂，反應迸行l(wèi)000s時測得c（NO₂）=4.98mol•L^-1，則反應2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）的△H＜0．（填“＞”、“=“或“＜“）．

t（秒）	0	500	1000
N2O5濃度mol•L-1	5.00	3.50	2.42

（4）最近美國Simons等科學家發(fā)明了使NH₃直接用于燃料電池的方法，其裝置用鉑黑作電極、加入電解質溶液中，一個電極通人空氣，另一電極通入NH₃．其電池反應式為：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O．你認為電解質溶液應顯堿性（填“酸性”、“中性”或“堿性”），寫出正極的電極反應方程式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)常溫下Kw=1×10^-14，即c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，以及H₂O?H⁺+OH^-計算；先根據(jù)氨水抑制了水的電離，氨水與等體積、等物質的量濃度的鹽酸反應生成氯化銨，氯化銨水解促進了水的電離；
（2）由恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣，則反應體系的體積增大；
（3）根據(jù)V=$\frac{△c}{△t}$來解答；根據(jù)溫度對速率和平衡的影響；
（4）根據(jù)NH₃不能與電解質反應及正極得到電子化合價升高來分析．

解答 解：（1）常溫下Kw=1×10^-14，則pH=12的氨水中c（OH^-）=1×10^-2mol/L，由c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，得c（H⁺）=1×10^-12mol/L，又H₂O?H⁺+OH^-，
所以由水電離的c（OH^-）=c（H⁺）=1×10^-12mol/L，氨水顯堿性，抑制了水的電離，氨水與等體積、等物質的量濃度的鹽酸反應生成氯化銨，氯化銨水解促進了水的電離，
故答案為：1×10^-12mol/L；大于；
（2）恒溫、恒壓條件下向平恒體系中通入氬氣，則反應體系體積增大，相當于壓強減小，則平衡向氣體體積增大的方向移動，即左移，
故答案為：向左；
（3）分解速度v（N₂O₅）=$\frac{1.50mol/L}{500s}$=3×10^-3mol•L^-1•s^-1，根據(jù)溫度越低，化學反應速率越慢，若反應都未達到平衡，T₂溫度時1000s時c（NO₂）應小于高溫時1000s時c（NO₂），而實際上1000s時c（NO₂）=4.98mol•L^-1應大于高溫時1000s時c（NO₂）=4.84mol•L^-1，說明降低溫度平衡正向移動，正反應方向放熱，△H＜0，
故答案為：3×10^-3mol•L^-1•s^-1；＜；
（4）氨氣為堿性氣體，易與酸反應，所以電解質溶液應呈堿性；因正極得到電子化合價升高，所以電極反應為：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案為：堿性；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

點評 本題考查了原電池工作原理的應用、弱電解質的電離平衡、化學平衡的影響等知識，題目難度中等，注意掌握原電池工作原理、影響弱電解質電離平衡導電影響，明確化學平衡的影響因素，試題知識點較多，充分考查學生的分析能力及靈活應用能力．