Question

13．工業(yè)和成氨的化學反應為：3H₂（g）+N₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
（1）該反應的化學平衡常數(shù)的表達式是K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
（2）一定溫度下，在容積可變的密閉容器中加入1molN₂和3molH₂，反應達到平衡后，將混合氣體的體積壓縮為原來的一半，化學平衡將向正方向移動．重新達到平衡后NH₃的體積分數(shù)將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）Na₂CO₃溶液呈堿性，其原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-（用離子方程式表示）
（4）NH₄Cl溶液中各種離子濃度由大到小的順序是：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（5）在25℃時，用石墨電極電解2.0L 2.5mol/LCuSO₄溶液．5min后，在一個石墨電極上有6.4gCu析出．試回答下列問題：
①陽極發(fā)生氧化反應，電極反應式為4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，．
②此時得到的O₂體積（STP標況）是1.12L，溶液的PH=1．

Answer 1

分析 （1）依據(jù)化學方程式和平衡常數(shù)的概念寫出平衡常數(shù)表達式；
（2）體積縮小為原來的一半，壓強增大，結合反應前后計量數(shù)的不同，判斷化學平衡的移動；
（3）碳酸鈉為強堿弱酸鹽，碳酸根離子水解導致溶液呈堿性；
（4）氯化銨為強酸弱堿鹽，銨根離子水解導致溶液呈酸性，鈉離子不水解，據(jù)此判斷離子濃度大��；
在25℃時，用石墨電極電解2.0 L，0.5mol/LCuSO₄溶液中Cu²⁺物質的量為0.5mol，5min后，在一個石墨電極上有6.4 g Cu生成物質的量為0.1mol；
（5）①電解過程中，溶液中陰離子OH^-、SO₄^2-移向陽極，氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應，電極反應式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②依據(jù)電極反應電子守恒，生成銅物質的量為0.1mol，電子轉移為0.2mol；
陽極反應為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
        0.2mol    0.2mol         0.05mol
陰極反應為：2Cu²⁺+4e^-═2Cu
         0.1mol   0.2mol  0.1mol
所以電解過程中電子轉移為0.2mol；
生成氧氣的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的計算可以依據(jù)水電離出的氫離子和氫氧根離子守恒，減少氫氧根離子0.2mol，溶液中增加氫離子0.2mol，c（H⁺）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L；pH=-lgC（H⁺）=1．

解答 解：（1）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，故答案為：K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（2）體積縮小為原來的一半，壓強增大，正反應方向為氣體體積減小的方向，化學平衡向右移動，重新達到平衡后生成NH₃物質的量增大，體積分數(shù)=$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（{N}_{2}）+n（{H}_{2}）+n（N{H}_{3}）}$，所以體積分數(shù)增大，故答案為：正；增大；
（3）碳酸鈉為強堿弱酸鹽，鈉離子不水解、碳酸根離子水解導致溶液呈堿性，水解離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案為：堿；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（4）氯化銨為強酸弱堿鹽，銨根離子水解導致溶液呈酸性，NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺
，所以c（H⁺）＞c（OH^-），銨根離子水解、鈉離子不水解，所以c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），銨根離子水解較微弱，所以c（NH₄⁺）＞c（H⁺），所以溶液中離子濃度大小順序是c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（5）①電解過程中，溶液中陰離子OH^-、SO₄^2-移向陽極，氫氧根離子放電發(fā)生氧化反應，電極反應式：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑，故答案為：陽；4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑；
②依據(jù)電極反應電子守恒，生成銅物質的量為0.1mol，電子轉移為0.2mol；
陽極反應為：4OH^--4e^-═2H₂O+O₂↑
         0.2mol  0.2mol         0.05mol
陰極反應為：2Cu²⁺+4e^-═2Cu
          0.1mol  0.2mol  0.1mol
所以電解過程中電子轉移為0.2mol；
生成氧氣的體積=0.05mol×22.4L/mol=1.12L；
溶液的PH的計算可以依據(jù)水電離出的氫離子和氫氧根離子守恒，減少氫氧根離子0.2mol，溶液中增加氫離子0.2mol，c（H⁺）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L；pH=-lgC（H⁺）=1，故答案為：1.12L；1．

點評 本題考查了鹽類水解，根據(jù)“誰強誰顯性、誰弱誰水解”來確定溶液酸堿性，再結合電荷守恒判斷離子濃度大小，題目難度不大．