Question

合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）常温下氨气极易溶于水，其水溶液可以导电．
①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆过程

NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-

②氨水中水电离出的c（OH^-）

＜

10^-7mol/L（填写“＞”、“＜”或“=”）
③将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到依次为

c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

．
（2）氨气具有还原性，在铜的催化作用下，氨气和氟气反应生成A和B．A为铵盐，B在标准状况下为气态．在此反应中，若每反应1体积氨气，同时反应0.75体积氟气；若每反应8.96L氨气（标准状况），同时生成0.3molA．
①写出氨气和氟气反应的化学方程式

4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F（催化剂要注明是铜）

；
②在标准状况下，每生成1mol B，转移电子的物质的量为

6

mol．
（3）Ⅰ在某压强恒定的密闭容器中加入2mol N₂和4mol H₂，发生如下反应：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol达到平衡时，体积为反应前的三分之二．求：
①达到平衡时，N₂的转化率为

50%

．
②若向该容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均＞0，在相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同．试比较反应放出的能量：①

＞

②（填“＞”、“＜”或“=”）
Ⅱ若将2mol N₂和4mol H₂放入起始体积相同的恒容容器中，在与Ⅰ相同的温度下达到平衡．
③试比较平衡时NH₃的浓度：Ⅰ

＞

Ⅱ（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）①氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子；
②酸或碱抑制水电离；  
③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵，氯化铵易水解而使其溶液呈酸性，结合电荷守恒确定离子浓度大小；
（2）在铜的催化作用下，氨气和氟气反应生成A和B．A为铵盐，为氟化铵，B在标准状况下为气态，在此反应中，若每反应1体积氨气，同时反应0.75体积氟气，氨气和氟气的计量数之比是1：0.75=4：3，若每反应8.96L氨气（标准状况），同时生成0.3molA，则氨气和氟化铵的计量数之比=

8.96L

22.4L/mol

：0.3mol=4：3，根据原子守恒知，生成的另一种物质是NF₃；
（3）①在恒压的密闭容器中，混合气体的物质的量之比等于其体积之比，利用差量法计算参加反应的氮气，再结合转化率进行计算；
②相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同，说明两平衡为完全等效平衡，①中转化率比②中的高，参加反应的氮气的物质的量较②多；
③恒容条件下的转化率较小，氨气的浓度较小．

解答：解：（1）①氨气和水反应生成一水合氨，一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子，反应方程式为：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，故答案为：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
②氨水溶液呈碱性，抑制水电离，所以c（OH^-）＜10^-7mol/L，故答案为：＜；  
③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵，氯化铵易水解而使其溶液呈酸性，所以c（H⁺）＞c（OH^-），结合溶液中电荷守恒得c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），所以溶液中离子浓度大小顺序是：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）在铜的催化作用下，氨气和氟气反应生成A和B．A为铵盐，为氟化铵，B在标准状况下为气态，在此反应中，若每反应1体积氨气，同时反应0.75体积氟气，氨气和氟气的计量数之比是1：0.75=4：3，若每反应8.96L氨气（标准状况），同时生成0.3molA，则氨气和氟化铵的计量数之比=

8.96L

22.4L/mol

：0.3mol=4：3，根据原子守恒知，生成的另一种物质是NF₃；
①铜作催化剂条件下，氨气和氟气反应生成氟化铵和三氟化氮，反应方程式为：4NH₃+3F₂ 

Cu  .

NF₃+3NH₄F（催化剂要注明是铜），
故答案为：4NH₃+3F₂ 

Cu  .

NF₃+3NH₄F（催化剂要注明是铜）；
②在标准状况下，每生成1mol B，转移电子的物质的量=1mol（3+3）=6mol，故答案为：6；
（3）①在恒压的密闭容器中，混合气体的物质的量之比等于其体积之比，反应后气体减少的物质的量=

1

3

(2+4)mol=2mol，根据方程式知，参加反应的氮气的物质的量=混合气体减少的物质的量的一半=1mol，所以氮气的转化率=

1mol

2mol

×100%=50%，故答案为：50%；
②相同条件下达到平衡时，混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同，说明两平衡为完全等效平衡，平衡时氨气的物质的量相同，由于②中起始含有cmol NH₃，故②中反应生成的氨气比①少，①中参加反应的氮气的物质的量较②多，所以放出的热量①＞（2），故答案为：＞；
③恒容条件下反应，随着反应的进行，气体的物质的量逐渐减小，则压强逐渐减小，抑制平衡向正反应方向移动，所以恒容条件下的转化率较小，氨气的浓度较小，故答案为：＞．

点评：本题考查较综合，涉及平衡移动原理、离子浓度大小的比较等知识点，这些都是学习难点，注意分析恒容和恒压条件下物质转化率的不同点，为易错点．