Question

13．氨气是一种重要工业原料，在工农业生产中具有重要的应用．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
则N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）的△H=-92.4kJ/mol．
（2）工业合成氨气的反应为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到体积为1L的密闭容器中达到平衡后．改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是①②．
①增大压强    ②增大反应物的浓度    ③使用催化剂   ④降低温度
（3）①实验室常用加热氯化铵固体和氢氧化钙固体的混合物来制取氨气，实验室还可在氢氧化钠固体（填一种试剂）中滴加浓氨水的方法快速制取少量氨气．
②常温下氨气极易溶于水，溶液可以导电．氨水中水电离出的c（OH^-）＜  10^-7 mol•L^-1（填写“＞”、“＜”或“=”）；
③将相同体积、pH之和为14的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（4）合成氨的原料氢气是一种新型的绿色能源，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行图所示实验：（其中a、b均为碳棒）．如图所示：
右边Cu电极反应式是Cu-2e^-=Cu²⁺．
a电极的电极反应式O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

Answer 1

分析 （1）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变即可；
（2）平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，根据影响化学平衡移动的因素以及影响化学平衡常数的因素来回答；
（3）①NaOH和浓氨水也可以制取氨气；
②酸或碱抑制水电离；
③氨水可以和盐酸之间发生反应得到氯化铵溶液，根据离子浓度大小比较方法来回答；
（4）左边装置是燃料电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，右边装置在电解池，左边Cu是阴极、右边Cu是阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应；通入氧气的电极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
则反应N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到，
所以该反应的△H=180.5kJ•mol^-1+（-483.6kJ•mol^-1）×$\frac{3}{2}$-（-905kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=-92.4kJ/mol，
故答案为：-92.4kJ/mol；
（2）平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，增大反应物浓度化学平衡正向移动，增大压强，化学平衡向着气体系数和减小的方向移动，
故答案为：①②；
（3）①NaOH溶解放出热量，一水合氨分解吸收热量，所以加入NaOH溶解后氢氧根离子浓度增大，抑制氨气溶解，则能生成氨气，故答案为：氢氧化钠固体；
②酸或碱抑制水电离，一水合氨电离出氢氧根离子而抑制水电离，所以水电离出的c（OH^-）＜10^-7 mol•L^-1，故答案为：＜；
③将相同体积、pH之和为14的氨水和盐酸混合后，所得的溶液是氯化铵和氨水的混合物，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案为：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）左边装置是燃料电池，通入氢气的电极是负极、通入氧气的电极是正极，右边装置在电解池，左边Cu是阴极、右边Cu是阳极，阳极上Cu失电子发生氧化反应，电极反应式为Cu-2e^-=Cu²⁺；通入氧气的电极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，
故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．

点评 本题考查较综合，涉及原电池原理、离子浓度大小比较、盖斯定律、化学平衡状态判断等知识点，为高频考点，难点是电极反应式的书写，要结合电解质溶液酸碱性书写；注意化学平衡状态判断方法，题目难度不大．