Question

目前工業(yè)合成氨的原理是：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93.0kJ/mol；
另據報道，一定條件下：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530.0kJ/mol．
（1）氫氣的燃燒熱△H=

 

kJ/mol．
（2）在恒溫恒壓裝置中進行工業(yè)合成氨反應，下列說法正確的是

 

．
A．氣體體積不再變化，則已平衡
B．氣體密度不再變化，尚未平衡
C．平衡后，往裝置中通入一定量Ar，壓強不變，平衡不移動
D．平衡后，壓縮裝置，生成更多NH₃
（3）在恒溫恒容裝置中進行合成氨反應．
①表示N₂濃度變化的曲線是

 

．
②前25min 內，用H₂濃度變化表示的化學反應速率是

 

．
③在25min末剛好平衡，則平衡常數K=

 

．
（4）在第25min 末，保持其它條件不變，升高溫度，在第35min末再次平衡．平衡移動過程中H₂濃度變化了1.5mol?L^-1，在圖中畫出第25min～40min NH₃濃度變化曲線

 

．
（5）已知常溫下，NH₄⁺的水解常數為1.0×10^-9，則0.1mol/L NH₄Cl溶液pH=

 

． （忽略NH₄⁺水解對NH₄⁺濃度的影響）

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡常數的含義,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）燃燒熱為1mol物質完全燃燒得到穩(wěn)定氧化物所釋放的熱量，利用蓋斯定律計算1molH₂燃燒釋放的熱量；
（2）根據化學平衡狀態(tài)特征進行判斷；
（3）①根據合成氨化學方程式判斷，N₂為反應物，且濃度變化比H₂濃度變化較小，據此判斷；
②前25min 內，H₂濃度由6.0 mol/L變?yōu)?.0 mol/L，計算可得答案；
③計算出25min末各物質濃度，根據平衡常數表達式計算；
（4）合成氨為放熱反應，升高溫度化學平衡向逆反應方向移動，即NH₃濃度由2.0mol?L^-1變?yōu)榱?.5mol?L^-1，且溫度剛升高時，濃度變化較快；
（5）水解常數=

[NH3?H2O]?[H+]

[N H + 4 ]

，平衡時，NH₃?H₂O濃度等于H⁺濃度，計算得到答案．

解答： 解：（1）燃燒熱為1mol物質完全燃燒得到穩(wěn)定氧化物所釋放的熱量，第一個反應×

1

3

-第二個反應×

1

6

，即可得到氫氣的燃燒熱方程式：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=

1

2

H₂O（l），△H=--286.0kJ/mol，故答案為：-286.0；
（2）A．合成氨反應前后氣體體積不同，當體積不變時，得到化學平衡狀態(tài)，故A正確；
B．ρ=

m

V

，氣體質量不變，由于反應前后氣體體積不同，恒壓容器氣體體積可變，化學平衡移動時，密度隨之變化，當密度不變時，達到化學平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C．充入Ar，容器壓強不變，則：N₂、H₂、和NH₃濃度降低，反應物濃度降低大，化學平衡向逆反應方向移動，故C錯誤；
D．平衡時，壓縮體積，壓強增大，化學平衡向正反應方向移動，NH₃濃度增大，故D正確；
故選：AD；
（3）①根據合成氨化學方程式判斷，N₂為反應物，且濃度變化比H₂濃度變化較小，可知曲線C為N₂濃度的變化曲線，故答案為：C；
②前25min 內，H₂濃度由6.0 mol/L變?yōu)?.0 mol/L，v=

△c

△t

=

(6.0-3.0)mol/L

25min

=0.12 mol/（L?min） 故答案為：0.12 mol/（L?min）；
③25min末時，N₂濃度為1.0mol/L，H₂濃度為3.0mol/L，NH₃濃度為2.0mol/L，化學平衡常數為K=

[NH3]2

[N2]?[H2]3

=

2．02

1.0×3．03

=0.15，故答案為：0.15；
（4）合成氨為放熱反應，升高溫度化學平衡向逆反應方向移動，即NH₃濃度由2.0mol?L^-1變?yōu)榱?.5mol?L^-1，且溫度剛升高時，濃度變化較快，故答案為：；
（5）水解方程式為：N

H

+ 4

+H2O?NH3?H2O+H+，寫出水解平衡常數表達式為：

[NH3?H2O]?[H+]

[N H + 4 ]

，氫離子濃度與一水合氨濃度相同，即

[H+]2

[N H + 4 ]

=1.0×10^-9，[NH₄⁺]=0.1mol/，計算得[H⁺]=1.0×10^-5，pH=5，故答案為：5．

點評：本題考查化學平衡圖象、影響平衡的因素、平衡常數影響因素、化學反應速率的計算等，難度不大，注意掌握平衡移動原理，根據圖象判斷溫度對平衡移動的影響．