Question

1．（1）25℃時(shí)，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol  反應(yīng)過(guò)程如圖．
①在25℃時(shí)，取l mol N₂和3mol H₂放在密閉容器中，在催化劑存在下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4kJ．（填“小于”、“大于”或“等于”）
②根據(jù)反應(yīng)過(guò)程圖，判斷下列各時(shí)間段內(nèi)，氨的百分含量最高的是A（填序號(hào)）
A．t₀～t₁　　　　B．t₂～t₃　　　　C．t₃～t₄　　　　D．t₅～t₆
③t₄時(shí)刻體系中發(fā)生變化條件是減壓

（2）25℃時(shí)，將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的NH₃溶于水得0.1mol/L氨水20.0mL，測(cè)得pH=11，則該條
件下，NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)為1.0×10^-5，
向此溶液中加入少量的氯化銨固體，此時(shí)$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$值將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）
（3）常溫下，向0.001mol/LAlCl₃溶液中通入NH₃直至過(guò)量，當(dāng)pH=4時(shí)，開(kāi)始生成沉淀
（已知：Ksp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33）

Answer 1

分析 （1）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，取1molN₂和3molH₂放在一密閉容器中，不能完全反應(yīng)生成2mol氨氣；
②可逆反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，改變反應(yīng)條件平衡移動(dòng)，根據(jù)各時(shí)刻的速率變化判斷平衡移動(dòng)移動(dòng)方向，據(jù)此判斷NH₃的含量變化，據(jù)此解答；
③根據(jù)溫度、催化劑以及壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響分析，注意各時(shí)間段正逆反應(yīng)速率的變化，t₄～t₅，正、逆反應(yīng)速率都降低，但逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，導(dǎo)致平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）根據(jù)氨水電離生成等量的銨根離子和氫氧根離子，求出平衡時(shí)各離子的濃度，在利用電離平衡常數(shù)的表達(dá)式計(jì)算出NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)；
（3）根據(jù)K_sp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33求出氫氧根離子濃度．

解答 解：（1）①熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮?dú)猓╣）與3mol氫氣（g）生成2mol氨氣（g）反應(yīng)的熱量為92.4kJ，由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，加入1molN₂和3molH₂不可能完全反應(yīng)，所以放出的熱量總是小于92.4kJ，
故答案為：小于；
②可逆反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，該反應(yīng)為體積減小的放熱反應(yīng)，
t₀～t₁，正、逆反應(yīng)速率相等，平衡不移動(dòng)；
t₁～t₂，正、逆反應(yīng)速率都增大，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，導(dǎo)致氨氣的含量降低，氨氣含量較t₀～t₁低；
t₂～t₃，正、逆反應(yīng)速率相等，處于平衡狀態(tài)，氨氣的含量不變，氨氣含量較t₁～t₂低；
t₃～t₄，正、逆反應(yīng)速率都同等程度的增大平衡不移動(dòng)，氨氣的含量不變，氨氣含量與t₂～t₃相同；
t₄～t₅，正、逆反應(yīng)速率都降低，但逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，導(dǎo)致平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，氨氣的含量降低；
t₅～t₆，正、逆反應(yīng)速率相等，平衡不移動(dòng)，氨氣的含量不變，氨氣含量較t₄～t₅低；
所以NH₃的含量最高的一段時(shí)間是t₀～t₁，
故答案為：A；
③t₄時(shí)，正逆反應(yīng)速率都減小，且逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，由方程式計(jì)量數(shù)關(guān)系可知，應(yīng)為減小壓強(qiáng)的變化，
故答案為：減壓；
（2）氨水溶液PH=11，則c（H⁺）═10^-11 mol•L^-1，c（0H^-）═10^-3mol•L^-1，
NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-
起始（mol•L^-1） 0.1 0 0
反應(yīng)（mol•L^-1）^-）10^-3 10^-3 10^-3
平衡（mol•L^-1） 0.1 10^-3 10^-3
NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)為：$\frac{1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.1}$=1.0×10^-5；
向此溶液中加入少量的氯化銨固體，溶液中銨離子濃度增大，氨水的電離程度減小，所以氫氧根離子濃度減小，此時(shí)$\frac{C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（O{H}^{-}）}$值將增大，
故答案為：1.0×10^-5； 增大；
（3）0.001mol/LAlCl₃溶液中鋁離子濃度為0.001mol/L，帶人K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）×[c（OH^-）]³可得：c（OH^-）=1.0×10^-10mol/L，常溫下，氫離子濃度為：1.0×10^-4mol/L，溶液pH=4，
故答案為：4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡移動(dòng)圖象、電離平衡等，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法、化學(xué)反應(yīng)的可能性，電離平衡常數(shù)的計(jì)算方法．