Question

1．（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  反应过程如图．
①在25℃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小于92.4kJ．（填“小于”、“大于”或“等于”）
②根据反应过程图，判断下列各时间段内，氨的百分含量最高的是A（填序号）
A．t₀～t₁　　　　B．t₂～t₃　　　　C．t₃～t₄　　　　D．t₅～t₆
③t₄时刻体系中发生变化条件是减压

（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1.0×10^-5，
向此溶液中加入少量的氯化铵固体，此时$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$值将增大（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=4时，开始生成沉淀
（已知：Ksp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33）

Answer 1

分析 （1）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，该反应是可逆反应，取1molN₂和3molH₂放在一密闭容器中，不能完全反应生成2mol氨气；
②可逆反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，该反应为体积减小的放热反应，改变反应条件平衡移动，根据各时刻的速率变化判断平衡移动移动方向，据此判断NH₃的含量变化，据此解答；
③根据温度、催化剂以及压强对反应速率的影响分析，注意各时间段正逆反应速率的变化，t₄～t₅，正、逆反应速率都降低，但逆反应速率大于正反应速率，导致平衡向逆反应方向移动；
（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热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮气（g）与3mol氢气（g）生成2mol氨气（g）反应的热量为92.4kJ，由于该反应是可逆反应，加入1molN₂和3molH₂不可能完全反应，所以放出的热量总是小于92.4kJ，
故答案为：小于；
②可逆反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，该反应为体积减小的放热反应，
t₀～t₁，正、逆反应速率相等，平衡不移动；
t₁～t₂，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，导致氨气的含量降低，氨气含量较t₀～t₁低；
t₂～t₃，正、逆反应速率相等，处于平衡状态，氨气的含量不变，氨气含量较t₁～t₂低；
t₃～t₄，正、逆反应速率都同等程度的增大平衡不移动，氨气的含量不变，氨气含量与t₂～t₃相同；
t₄～t₅，正、逆反应速率都降低，但逆反应速率大于正反应速率，导致平衡向逆反应方向移动，氨气的含量降低；
t₅～t₆，正、逆反应速率相等，平衡不移动，氨气的含量不变，氨气含量较t₄～t₅低；
所以NH₃的含量最高的一段时间是t₀～t₁，
故答案为：A；
③t₄时，正逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，由方程式计量数关系可知，应为减小压强的变化，
故答案为：减压；
（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：$\frac{1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.1}$=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$\frac{C（N{{H}_{4}}^{+}）}{C（O{H}^{-}）}$值将增大，
故答案为：1.0×10^-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移动图象、电离平衡等，题目难度中等，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．