Question

【题目】根据所学原理，完成下列各题

(1)从化学键的角度分析，化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程。已知反应：N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=﹣93kJ/mol。试根据表中所列键能数据，计算a 的数值为____kJ/mol。

化学键	H﹣H	N﹣H	N≡N
键能/(kJ/mol)	436	a	945

(2)25 ℃时，将a mol/L氨水与0.01 mol/L盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，则溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb＝________。

(3)向含有BaSO4的饱和溶液中

①加入Na2SO4溶液,则c(Ba2+)__________(填“变大”、“变小”或“不变”，下同)。

②若改加更多的固体BaSO4，则c(Ba2+)将__________。

(4)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。

①图中用石墨做电极，在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2。则阳极产生ClO2的电极反应式为___________。

②电解一段时间，当阴极产生的气体体积为112 mL (标准状况)时，停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol。

Answer 1

【答案】391 中 减小 不变 Cl--5e-+2H2O=ClO2↑＋4H+ 0.01

【解析】

(1) 化学反应的焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算；

(2)根据电荷守恒分析解答；

(3)①根据沉淀溶解平衡分析；②从沉淀溶解平衡平衡常数分析；

(4)①阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可知，有水参加反应，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子；

②在阴极发生反应：2H++2e-=H2↑，根据n=计算氢气的物质的量，通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，根据电子转移守恒计算阳离子的物质的量。

(1) N2(g)+ 3H2(g)2NH3(g) △H=﹣93kJ/mol。，化学反应的焓变=反应物键能总和—生成物键能总和，所以可得：-93kJ/mol=945kJ/mol+3×436kJ/mol-6×a，解得a=391kJ/mol；

(2)根据电荷守恒可得：c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-)，由于溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，所以c(H+)=c(OH-)，溶液显中性；室温下，Kw=10-14，c(OH-)=10-7mol/L，混合溶液中c(NH3·H2O)=，c(NH4+)=c(Cl-)=×10-2mol/L，所以该一水合氨的化学平衡常数Kb==；

(3)①BaSO4在溶液中存在沉淀溶解平衡：BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42-(aq)，向溶液中加入Na2SO4溶液，溶液中c(SO42-)增大，根据平衡移动原理可知：该平衡逆向移动，当达到平衡时，溶液中c(Ba2+)减小；

②若向该沉淀溶解平衡中加更多的固体BaSO4，由于温度不变，各种离子的浓度不变，所以c(Ba2+)的浓度不变；

(4)①阳极发生氧化反应，由题意可知，氯离子放电生成ClO2，由元素守恒可知，有水参加反应，结合电荷守恒可知，同时生成氢离子，阳极电极反应式为：Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+；

②在阴极发生2H++2e--=H2↑，氢气的物质的量为n(H2)=

通过阳离子交换膜的阳离子为+1价离子，故交换膜的阳离子的物质的量为0.005mol×2=0.01mol。