Question

【題目】運用化學反應原理研究氮、氯等單質及其化合物的反應有重要意義。

（1）科學家研究在一定條件下通過下列反應制備NH3:

①在其他條件相同時，反應中NH3的體積分數(a)在不同溫度下隨反應時間(t)的變化如圖。該反應的平衡常數表達式K=______，該反應中的____0（填“>”“<”或“=”）。

②某溫度下，在2L容積不變的密閉容器中加入1molN2和6molH2O（1）發生反應，N2轉化率隨時間(t)變化如圖。15-20min內，v(NH3)=____。若其他條件不變，在圖中畫出使用催化劑后N2的轉化率隨反應時間變化的曲線示意圖_______。

（2） 25℃時，某同學將0.lmol鹽酸與0.2 mol氨水等體積混合，所得混合溶液pH______7（填“>”“<”或“=”，下同），混合溶液中c(NH4+)______c(NH3H2O)（25℃時，NH3.H2O的電離常數）

（3） 25℃時，向0.lmol的MgCl2溶液中逐滴加入適量0.lmol氨水，有白色沉淀生成，向反應后的濁液中，繼續加入0.lmol的FeCl3溶液，觀察到的現象是______ ；上述過程中發生的所有反應的離子方程式為______。(25℃時，，）

Answer 1

【答案】 ＞ 0.0018mol·L-1·min-1 ＞ ＞ 白色沉淀逐漸變成紅褐色 Mg2+＋2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓＋2NH4+、2Fe3+（aq）＋3Mg(OH)2（s）＝2Fe(OH)3（s）＋3Mg2+（aq）

【解析】

（1）①根據平衡常數的含義，可得該反應的平衡常數K=；根據圖像可知，溫度升高，生成物NH3的體積分數逐漸增大，說明平衡向右移動，則該反應為吸熱反應，H > 0。

故答案為：；>；

②根據圖像，15min時N2的轉化率為1.3%，20min時N2的轉化率為2%，則v(NH3)=2v(N2)=2×1mol×(2.2%-1.3%)÷2L÷5min=0.0018mol·L-1·min-1；使用了催化劑，反應速率加快，但平衡不移動，可畫出曲線如圖。

故答案為：0.0018mol·L-1·min-1；；

（2）0.l molL1鹽酸與0.2 molL1氨水等體積混合，所得混合溶液含有等量的NH4Cl和NH3H2O，溶液呈堿性，則pH > 7；NH3H2O的電離程度大于NH4Cl的水解程度，所以c(NH4+)>c(NH3H2O)。

故答案為：>；>；

（3）根據Mg(OH)2和Fe(OH)3的Ksp可知生成Fe(OH)3沉淀時OH的濃度更小，所以Mg(OH)2沉淀會轉化為Fe(OH)3沉淀，白色沉淀逐漸變成紅褐色；先后發生反應的離子方程式為：Mg2+＋2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓＋2NH4+；2Fe3+（aq）＋3Mg(OH)2（s）＝2Fe(OH)3（s）＋3Mg2+（aq）。

故答案為：白色沉淀逐漸變成紅褐色；Mg2+＋2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓＋2NH4+、2Fe3+（aq）＋3Mg(OH)2（s）＝2Fe(OH)3（s）＋3Mg2+（aq）。