Question

（18分）运用化学反应原理研究氮、氯等单质及其化合物的反应有重要意义。

（1）科学家研究在一定条件下通过下列反应制备NH3:

①在其他条件相同时，反应中NH3的体积分数(a)在不同温度下随反应时间(t)的变化如图。该反应的平衡常数表达式K=______，该反应中的（填“>”“<”或“=”）。

②某温度下，在2L容积不变的密闭容器中加入1molN2和6molH2O（1）发生反应，N2转化率随时间(t)变化如图。15-20min内，v(NH3)=____。若其他条件不变，在图中画出使用催化剂后N2的转化率随反应时间变化的曲线示意图。

（2） 25℃时，某同学将0.lmol盐酸与0.2 mol氨水等体积混合，所得混合溶液pH______7（填“>”“<”或“=”，下同），混合溶液中（25℃时，NH3.H2O的电离常数）

（3） 25℃时，向O.lmol的MgCl2溶液中逐滴加入适量0.lmol氨水，有白色沉淀生成，向反应后的浊液中，继续加入O.lmol的FeCl3溶液，观察到的现象是______ ；上述过程中发生的所有反应的离子方程式为______。(25℃时，，）

 

Answer 1

（18分）

（1）①（2分） ＞（2分）

②0.0018mol·L-1·min-1（2分）

（2）＞（2分） ＞（2分）

（3）白色沉淀逐渐变成红褐色（2分）

Mg2+＋2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓＋2NH4+（2分）

2Fe3+（aq）＋3Mg(OH)2（s）＝2Fe(OH)3（s）＋3Mg2+（aq）（2分）

【解析】

试题分析：（1）①根据平衡常数的含义，可得该反应的平衡常数K=；根据图像可知，温度升高，生成物NH3的体积分数逐渐增大，说明平衡向右移动，则该反应为吸热反应，?H > 0。

②根据图像，15min时N2的转化率为1.3%，20min时N2的转化率为2%，则v(NH3)=2v(N2)=2×1mol×(2.2%-1.3%)÷2L÷5min=0.0018mol·L-1·min-1；使用了催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，可画出曲线。

（2）0.l mol?L?1盐酸与0.2 mol?L?1 氨水等体积混合，所得混合溶液含有等量的NH4Cl和NH3?H2O，溶液呈碱性，则pH > 7；NH3?H2O的电离程度大于NH4Cl的水解程度，所以c(NH4+)>c(NH3?H2O)。

（3）根据Mg(OH)2和Fe(OH)3的Ksp可知生成Fe(OH)3沉淀时OH?的浓度更小，所以Mg(OH)2沉淀会转化为Fe(OH)3沉淀；先后发生反应的离子方程式为：Mg2+＋2NH3·H2O＝Mg(OH)2↓＋2NH4+；2Fe3+（aq）＋3Mg(OH)2（s）＝2Fe(OH)3（s）＋3Mg2+（aq）。

考点：本题考查化学平衡常数、转化率、图像的分析和绘画、pH和离子浓度比较、沉淀溶解平衡。