Question

5．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
①右圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下N₂和H₂反應(yīng)生成lmolNH₃過程中能量變化示意圖，請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂ （g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂） kJ•mol^-1（△H用含字母Q₁、Q₂的代數(shù)式表示）
②若在反應(yīng)體系中加入催化劑使反應(yīng)速率增大，則E₁和E₂的變化是：E₁減小，E₂減小，△H不變（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）氨氣溶于水得到氨水，在25℃下，將a mol•L^-1的氨水與b mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，則用含a和b的代數(shù)式表示出該混合溶液中氨水的電離平衡常數(shù)K=$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$．
（3）已知水的電離方程式可寫為2H₂O?H₃O⁺+OH^-，液氨類似于水的電離，則液氨的電離方程式為2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；在液氨中加入NH₄Cl，則平衡將逆反應(yīng)方向移動(dòng)（填“正向”或“逆向”）．

Answer 1

分析 （1）①由圖2求出N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃的反應(yīng)熱，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫解答；
②催化劑通過降低反應(yīng)的活化能加快反應(yīng)速率，不影響反應(yīng)焓變；
（2）將a mol•L^-1的氨水與b mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，根據(jù)電荷守恒，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根據(jù)K=$\frac{[N{{H}_{4}}^{+}]•[O{H}^{-}]}{[N{H}_{3}•{H}_{2}O]}$計(jì)算；
（3）根據(jù)水的電離和題給信息結(jié)合外界條件對平衡移動(dòng)的影響分析．

解答 解：（1））①由圖可知，N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃放出的熱量為（Q₁-Q₂）kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₁-Q₂）kJ•mol^-1，
故答案為：N₂ （g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂） kJ•mol^-1；
②催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，所以E₁和E₂減小，△H不變，故答案為：減�。粶p��；不變；
（2）溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），電荷守恒得：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=c（Cl^-），將a mol•L^-1的氨水與b mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=$\frac{2}$mol/L，混合后反應(yīng)前c（NH₃•H₂O）=$\frac{a}{2}$mol/L，則反應(yīng)后c（NH₃•H₂O）=（$\frac{a}{2}$-$\frac{2}$）mol/L，
則K=$\frac{[N{{H}_{4}}^{+}]•[O{H}^{-}]}{[N{H}_{3}•{H}_{2}O]}$=$\frac{\frac{2}×1{0}^{-7}}{\frac{a}{2}-\frac{2}}$=$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$，
故答案為：$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$；
（3）液氨類似于水的電離，已知水的電離方程式可寫為2H₂O?H₃O⁺+OH^-，則液氨的電離方程式為2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，在液氨中加入NH₄Cl，NH₄⁺濃度增大，則平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，
故答案為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；逆反應(yīng)方向．

點(diǎn)評 本題考查較為綜合，涉及熱化學(xué)方程式書寫、電離平衡常數(shù)計(jì)算、弱電解質(zhì)的電離等知識(shí)，題目難度中等，注意把握弱電解質(zhì)的電離特點(diǎn)以及影響因素．