Question

10．運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、氧等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義．
（1）合成氨反應(yīng)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，平衡向左（填“向左”“向右”或“不”）移動；使用催化劑，反應(yīng)的△H不改變（填“增大”“減小”或“不改變”）．
（2）在25℃下，將a mol/L的氨水與0.01mol/L的鹽酸等體積混合，反應(yīng)達(dá)到平衡時溶液中c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），則溶液顯堿性（填“酸”“堿”或“中”）．
（3）在25℃下，向濃度均為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（填化學(xué)式），生成該沉淀的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．已知25℃時Ksp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，Ksp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20．
（4）有人設(shè)想尋求合適的催化劑和電極材料，以N₂和H₂為電極反應(yīng)物，以HCl-NH₄Cl為電解質(zhì)溶液制取新型燃料電池．則正極附近的pH增大（填“增大”“減小”或“不變”）；負(fù)極的電極反應(yīng)方程式為H₂-2e^-═2H⁺．

Answer 1

分析 （1）恒溫恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體積增大，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動；
反應(yīng)熱只與始態(tài)與狀態(tài)有關(guān)，催化劑改變平衡建立的途徑，不影響始態(tài)與終態(tài)，反應(yīng)熱不變；
（2）根據(jù)電荷守恒判斷銨根離子濃度和氯離子濃度相對大小；
（3）Mg（OH）₂、Cu（OH）₂的結(jié)構(gòu)類型相同，溶度積越小，溶解度越小，加入相同的濃度的氨水，最先析出；
（4）原電池的正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，據(jù)此分析．

解答 解：（1）恒溫恒壓條件下向平衡體系中通入氬氣，體積增大，等效為降低壓強(qiáng)，平衡向體積增大的方向移動，該反應(yīng)正反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，故平衡向左移動．
反應(yīng)熱只與始態(tài)與狀態(tài)有關(guān)，催化劑改變平衡建立的途徑，不影響始態(tài)與終態(tài)，反應(yīng)熱不變，
故答案為：向左；不改變；
（2）溶液中存在電荷守恒，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），由于c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），故c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈堿性，故答案為：堿；
（3）Mg（OH）₂、Cu（OH）₂的結(jié)構(gòu)類型相同，Cu（OH）₂溶度積更小，溶解度越小，加入相同的濃度的氨水，Cu（OH）₂最先析出，反應(yīng)離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
故答案為：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃．H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺；
（4）正極上氮?dú)獾秒娮雍蜌潆x子反應(yīng)生成銨根離子，即電極反應(yīng)為N₂+8H⁺+6e^-═2NH₄⁺，所以正極附近的pH增大，負(fù)極為氫氣失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)式為：H₂-2e^-═2H⁺；故答案為：增大；H₂-2e^-═2H⁺．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡影響因素、離子濃度比較、難溶電解質(zhì)的沉淀問題、燃料電池的工作原理和規(guī)律知識，比較綜合，難度中等．