Question

（1）25℃时，合成氨反应的热化学方程式为：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
①在该温度时，取l mol N₂和3mol H₂放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是

 

92.4kJ．（填“小于”，“大于”或“等于”）
②一定条件下，上述可逆反应在体积固定的密闭容器中进行，下列叙述能说明反应已达到平衡的是

 

．
A．NH₃生成的速率与NH₃分解的速率相等
B．混合气体的反应速率

2

3

v_正（NH₃）=v_逆（H₂）
C．容器内的密度不再变化
D．单位时间内消耗a mol N₂，同时生成2a mol NH₃
（2）25℃时，将工业生产中产生的NH₃溶于水得0.1mol/L氨水20.0mL，测得PH=11，则该条件下，NH₃?H₂O的电离平衡常数为

 

．向此溶液中加入少量的氯化铵固体，此时

c(N H + 4 )

c(OH-)

值将

 

（填“增大”，“减小”或“不变”）．
（3）常温下，向0.001mol/LAlCl₃溶液中通入NH₃直至过量，当pH=

 

时，开始生成沉淀（已知：Ksp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33）

Answer 1

分析：（1）①根据合成氨的反应为可逆反应，反应物不可能完全转化成生成物判断该反应放出的热量；
②根据可逆反应达到平衡状态，一定满足正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不变进行判断；
（2）根据氨水电离生成等量的铵根离子和氢氧根离子，求出平衡时各离子的浓度，在利用电离平衡常数的表达式计算出NH₃?H₂O的电离平衡常数；
（3）根据K_sp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33求出氢氧根离子浓度．

解答：解：（1）①由N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol可知，生成2mol氨气放出92.4kJ热量；l molN₂和3molH₂放在密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，由于可逆反应不可能完全转化，所以生成氨气的物质的量小于2mol，放出的热量小于92.4kJ，
故答案为：小于；      
②A．NH₃生成的速率与NH₃分解的速率相等，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故A正确；
B．混合气体的反应速率

2

3

v_正（NH₃）=v_逆（H₂），表示的是正逆反应速率，但是不满足化学计量数关系，所以正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，故B错误；
C．容器内的密度不再变化，该反应两边都是气体，气体的质量不变，反应中容器的容积不变，根据ρ=

m

V

可知，密度在反应过程中始终不变，所以密度不能作为判断平衡状态的依据，故C错误；
D．单位时间内消耗a mol N₂，同时生成2a mol NH₃，表示的都是正反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故D错误；
故选A；
（2）氨水溶液PH=11，则c（H⁺）═10^-11 mol?L^-1，c（0H^-）═10^-3mol?L^-1，
                NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-
起始（mol?L^-1）   0.1     0   0
反应（mol?L^-1）^-）10^-3   10^-3  10^-3
平衡（mol?L^-1） 0.1    10^-3 10^-3
NH₃?H₂O的电离平衡常数为：

10-3×10-3

0.1

=1.0×10^-5；
向此溶液中加入少量的氯化铵固体，溶液中铵离子浓度增大，氨水的电离程度减小，所以氢氧根离子浓度减小，此时

c(N H + 4 )

c(OH-)

值将增大，
故答案为：10^-5； 增大；
（3）0.001mol/LAlCl₃溶液中铝离子浓度为0.001mol/L，带人K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）×[c（OH^-）]³可得：c（OH^-）=1.0×10^-10mol/L，常温下，氢离子浓度为：1.0×10^-4mol/L，溶液pH=4，
故答案为：4．

点评：本题考查了化学平衡状态判断、可逆反应特点、化学平衡常数的计算等知识，本题难度中等，试题涉及的知识点较多，注意掌握化学平衡状态的判断方法、化学反应的可能性，电离平衡常数的计算方法．