Question

【題目】氨氣在產生、生活中都有廣泛用途，所以，化學學習中對氨氣認識十分重要。

(1)已知H-H鍵、N-H鍵、N≡N鍵的鍵能分別是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，合成氨的熱化學方程式為_____________。

(2)下列方法可以證明 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已達平衡狀態的是____。

①單位時間內生成n mol H2同時生成n molNH3

②單位時間內3molH—H鍵斷裂同時有6 mol H—N鍵斷裂

③溫度和體積一定時，容器內壓強不再變化

④c(N2)︰c(H2)︰c(NH3)=1︰3︰2

⑤反應速率2v(H2)= 3v(NH3)

⑥條件一定，混合氣體的平均相對分子質量不再變化

⑦溫度和體積一定時，混合氣體的密度不再變化

(3) 25 ℃時，將工業生產中產生的NH3溶于水得0.1mol/L氨水20.0 mL，測得pH=11，則該條件下，NH3H2O的電離平衡常數約為__________。向此溶液中加入少量的氯化銨固體時，[c(NH3H2O) c(H+)] / c(NH4+)值將______(“增大”“減小”或“不變”)。

(4)若向該氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸，溶液中pH與pOH(pOH=－lg[OH－])的變化關系如圖所示。

B點所加鹽酸的體積_____(填“>”、“=”或“<”) 20.0 mL。C點溶液中離子濃度大小順序為_____>____>_____>_____。

(5)常溫下，向0.001mol/LAlCl3溶液中通入NH3直至過量，當pH=_________時，開始生成沉淀(已知：Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33)。

Answer 1

【答案】 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol ②③⑥ 10—5 不變 < c(Cl—) c(NH4+) c(H+) c(OH—) 4

【解析】試題分析：(1)根據反應物總鍵能-生成物總鍵能=焓變，計算反應熱；(2)根據化學平衡的定義判斷平衡狀態；(3)利用三段式計算氨水的電離平衡常數；向氨水中加入少量的氯化銨固體，氨水電離平衡逆向移動；(4) B點pH=pOH，溶液呈中性；C點溶pH<pOH，溶液呈酸性，根據電荷守恒判斷離子濃度；(5)根據 Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33計算開始生成沉淀時c(OH—)；

解析：(1) N2(g)+3H2(g)2NH3，根據反應物總鍵能-生成物總鍵能=焓變，△H=946kJ/mol +3×436kJ/mol －6×391kJ/mol =-92kJ/mol，所以合成氨的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol；

(2)①單位時間內生成n mol H2同時生成 n molNH3，達到平衡狀態，故①錯誤；②單位時間內3molH—H鍵斷裂同時有6 mol H—N鍵斷裂，說明N-H斷裂和形成的數目相同，即NH3的物質的量保持不變，所以能證明該反應達到平衡狀態，故②正確;
③該反應前后氣體物質的量改變，溫度和體積一定時，容器內壓強不再變化，說明物質的量不再變化，一定平衡，故③正確；④c(N2)︰c(H2)︰c(NH3)=1︰3︰2時，濃度不一定不變，所以不一定平衡，故④錯誤；

⑤v正(H2)表示消耗H2的速率，v逆(NH3)表示消耗NH3的速率，且v正(H2):v逆(NH3)=3:2，說明向兩個相反方向進行的程度相當，說明到達平衡狀態，v(H2)= 3v(NH3)，反應方向相同，不一定平衡，故⑤錯誤；

⑥根據 ，氣體質量不變，氣體物質的量是變量，所以M是變量，所以混合氣體的平均相對分子質量不再變化，一定平衡，故⑥正確；

⑦溫度和體積一定時，根據 ，密度是恒量，混合氣體的密度不再變化，不一定平衡，故⑦錯誤；

(3)氨水溶液PH=11，則c(H+)═10-11 molL-1，c(0H-)═10-3molL-1，

10—5；

[c(NH3H2O) c(H+)] / c(NH4+)=[c(NH3H2O) c(H+) c(OH-)] / c(NH4+) c(OH-),= ，值不變；

(4) B點pH=pOH，溶液呈中性，若氨水和鹽酸等物質的量混合，溶液呈酸性，所以B點鹽酸的體積小于20.0 mL；根據電荷守恒, C點溶pH<pOH，溶液呈酸性，所以c(Cl—)>c(NH4+)>c(H+)> c(OH—)；

(5)根據 Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33開始生成沉淀時c(OH—)= =10-10，所以c(H+)=10-4，PH=4。