Question

氨气是一种重要工业原料，在工农业生产中具有重要的应用．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
则N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=

 

．
（2）工业合成氨气的反应为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到初始体积为1L的密闭容器中达到平衡后，单独改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是

 

．
①增大压强  ②增大反应物的浓度  ③使用催化剂  ④降低温度
（3）①常温下0.1mol/L氨水中电离出的c（OH^-）

 

10^-1 mol/L（填写“＞”、“＜”或“=”）；
②将相同体积、pH之和为14的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为

 

．
（4）用氨水和40mL 0.5mol/L硫酸铝溶液来制备一定量的氢氧化铝，该反应的离子方程式为

 

．某同学改用2mol/L的氢氧化钠溶液代替氨水来制备，结果只得到了0.78克的沉淀，其加入的氢氧化钠溶液的体积可能为

 

．
（5）向一定量的Mg（OH）₂悬浊液中逐滴加入NH₄Cl溶液，Mg（OH）₂固体不断溶解．某同学猜测溶解原因可能有两种，一是NH₄Cl溶液水解产生的H⁺促进Mg（OH）₂溶解平衡向正方向移动．二是

 

．已知等浓度的醋酸和氨水在相同温度时电离平衡常数相同，请你设计实验方案验证上述猜测．

 

．

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,离子方程式的书写,化学平衡的影响因素,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题

分析：（1）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变即可；
（2）平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，根据影响化学平衡移动的因素以及影响化学平衡常数的因素来回答；
（3）①氨水是弱电解质，不能完全电离；
②氨水可以和盐酸之间发生反应得到氯化铵溶液，根据离子浓度大小比较方法来回答；
（4）氨水可以和氯化铝之间反应生成氢氧化铝，氢氧化铝可以和强碱之间反应，向含铝离子的溶液中加入氢氧化钠的过程中，依次发生的反应是：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，根据化学反应方程式以及图象中量之间的关系来回答；
（5）根据影响水解平衡移动的因素知识来回答，注意醋酸铵是水解但是呈中性的盐溶液．

解答： 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ?mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
则反应N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×

3

2

-②×

1

2

得到，
所以该反应的△H=180.5kJ?mol^-1+（-483.6kJ?mol^-1）×

3

2

-（-905kJ?mol^-1）×

1

2

=-92.4kJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
（2）平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，增大反应物浓度化学平衡正向移动，增大压强，化学平衡向着气体系数和减小的方向移动，故答案为：①②；
（3）①氨水是弱电解质，0.1mol/L氨水中电离出的c（OH^-）小于0.1mol/L，故答案为：＜；
②将相同体积、pH之和为14的氨水和盐酸混合后，所得的溶液是氯化铵和氨水的混合物，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案为：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）氨水和硫酸铝溶液来制备一定量的氢氧化铝的实质是：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，40mL 0.5mol/L即0.02mol硫酸铝溶液生成沉淀量最大时，对应的氢氧化铝物质的量是0.02mol，质量是1.56g，若氢氧化铝的质量为0.78克时，有两种情况：
①氢氧化钠量少，铝离子有剩余，此时按照方程式Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓进行反应，氢氧化铝的质量为0.78克即0.01mol时，消耗氢氧化钠是0.03mol，所以体积是0.015L；
②氢氧化钠过量，沉淀量达到最大后又被溶解了一部分，
    Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
   1      3       1           1       1         
0.02mol 0.06mol   0.02mol    0.01mol  0.01mol
所滴加氢氧化钠溶液的物质的量为：0.06mol+0.01mol=0.07mol，所以体积是0.035L，
故答案为：0.015L或0.035L；
（5）一定量的Mg（OH）₂悬浊液中逐滴加入NH₄Cl溶液，Mg（OH）₂固体不断溶解的原因：①由于NH₄⁺水解显酸性，H⁺与OH^-反应生成水，导致反应①平衡右移，沉淀溶解；②NH₄Cl电离出的NH₄⁺与Mg（OH）₂电离出的OH^-结合，生成了弱的电解质NH₃?H₂O，导致反应①的平衡右移，Mg（OH）₂沉淀溶解；
则为了证明Mg（OH）₂悬浊液与氯化铵溶液的反应原理，可加入醋酸铵溶液检验，醋酸铵溶液呈中性，具体做法是：Mg（OH）₂悬浊液中加入醋酸铵晶体，如果沉淀减少，证明NH₄⁺与Mg（OH）₂电离出的OH^-结合，生成了弱的电解质NH₃?H₂O，导致反应平衡右移，反之是另一种原因导致，
故答案为：NH₄Cl电离出的NH₄⁺与Mg（OH）₂电离出的OH^-结合，生成了弱的电解质NH₃?H₂O，导致反应①的平衡右移，Mg（OH）₂沉淀溶解；Mg（OH）₂悬浊液中加入醋酸铵晶体，如果沉淀减少，证明NH₄⁺与Mg（OH）₂电离出的OH^-结合，生成了弱的电解质NH₃?H₂O，导致反应平衡右移，反之是另一种原因导致．

点评：本题是一道综合知识的考查题，涉及热化学、化学平衡移动等方面知识，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．