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下N₂和H₂反應生成lmolNH₃過程中能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學方程式為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若在反應體系中加入催化劑使反應速率增大，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，則平衡將逆反應方向移動（填“正向”或“逆向”）．

Answer 1

分析 （1）①由圖2求出N₂和H₂反應生成1molNH₃的反應熱，再根據(jù)熱化學反應方程式的書寫解答；
②催化劑通過降低反應的活化能加快反應速率，不影響反應焓變；
（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的影響分析．

解答 解：（1））①由圖可知，N₂和H₂反應生成1molNH₃放出的熱量為（Q₁-Q₂）kJ，該反應的熱化學反應方程式為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的活化能，所以E₁和E₂減小，△H不變，故答案為：減��；減��；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，混合后反應前c（NH₃•H₂O）=$\frac{a}{2}$mol/L，則反應后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，則平衡向逆反應方向移動，
故答案為：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-；逆反應方向．

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