Question

某同学模拟工业“折点加氯法”处理氨氮废水的原理，进行如图研究．

装置（气密性良好，试剂已添加）	操作	现象
	打开分液漏斗活塞，逐滴加入浓氨水	ⅰ．C中气体颜色变浅 ⅱ．稍后，C中出现白烟并逐渐增多

（1）A中反应的化学方程式是

 

．
（2）现象ⅰ，C中发生的反应为：2NH₃（g）+3Cl₂（g）=N₂（g）+6HCl（g）H=-456kJ?mol^-1
已知：

①NH₃的电子式是

 

．
②断开1mol H-N键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为

 

，NH₃中的H-N键比HCl中的H-Cl键（填“强”或“弱”）

 

．
（3）现象ⅱ中产生白烟的化学方程式是

 

．
（4）为避免生成白烟，该学生设计了如图装置以完成Cl₂和NH₃的反应．

若该装置能实现设计目标，则
①石墨b电极上发生的是

 

反应（填“氧化”或“还原”）
②写出石墨a电极的电极反应式：

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变,原电池和电解池的工作原理

专题：化学反应中的能量变化

分析：（1）A中是浓氨水滴入固体氢氧化钠中，氢氧化钠溶解过程中放热，温度升高一水合氨分解生成氨气和水；
（2）①氨气是氮原子和三个氢原子形成三个共价键，氮原子有一对孤对电子，据此书写电子式；
②化学反应的焓变=反应物键能总和-生成物键能总和计算；依据原子半径分析，键越短键越牢固；
（3）氨气被氯气氧化生成氮气和氯化氢，氨气过量和生成的氯化氢反应生成固体氯化铵白色固体颗粒；
（4）装置为原电池反应，钠离子移向可知a为负极，氨气失电子生成氮气，b为正极，氯气得到电子生成氯离子．

解答： 解：（1）A中是浓氨水滴入固体氢氧化钠中，氢氧化钠溶解过程中放热，温度升高一水合氨分解生成氨气和水，反应的化学方程式NH₃?H₂O═NH₃↑+H₂O，
故答案为：NH₃?H₂O═NH₃↑+H₂O；
（2）①氨气是共价化合物，氮原子和三个氢原子形成三个共价键，氮原子有一对孤对电子，氨气的电子式为：；
故答案为：；
 ②焓变=反应物键能总和-生成物键能总和，6×（H-N）+3Cl-Cl-[6（H-Cl）+N≡N]=-456kJ?mol^-1；得到6×（H-N）+3×243KJ/mol-[6（H-Cl）+945KJ/mol]=-456kJ?mol^-1；得到6×（H-N）-6（H-Cl）=-456kJ?mol^-1-3×243KJ/mol+945KJ/mol；（H-N）-（H-Cl）=-40KJ/mol，断开1mol H-N键与断开1mol H-Cl键所需能量相差约为40KJ，NH₃中的H-N键比HCl中的H-Cl键弱；
故答案为：40；弱；
（3）氨气被氯气氧化生成氮气和氯化氢，3Cl₂+2NH₃=N₂+6HCl，氨气过量和生成的氯化氢反应生成固体氯化铵白色固体颗粒，NH₃+HCl=NH₄Cl；
故答案为：HCl+NH₃=NH₄Cl；
（4）①装置为原电池反应，钠离子移向可知a为负极，氨气失电子生成氮气，b为正极，氯气得到电子生成氯离子，发生还原反应，故答案为：还原；
 ②石墨a电极为负极，氨气失电子生成氮气，碱溶液中电极反应式为2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O，故答案为：2NH₃+6OH^--6e^-=N₂+6H₂O．

点评：本题考查了物质性质的理解应用，键能和焓变的计算依据和方法，原电池电极反应书写方法，掌握物质性质和反应原理是解题关键，题目难度中等．