Question

【题目】I.工业上可由氢气、氮气合成氨气，溶于水形成氨水。盐酸和氨水是实验室常见的电解质溶液。一定温度下，向2L 密闭容器中加入N2(g)和H2(g)，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）， NH3物质的量随时间的变化如右图所示。

（1）0~2 min 内的平均反应速率 v(H2)=___________。

（2）该温度下，反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）的平衡常数表达式K=______。其平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/ ℃	25	125	225
平衡常数 K	4×106	K1	K2

试判断K1________K2（填写“>”“=”或“<”）。

（3）下列能说明合成氨反应已达到平衡状态的是______（填字母）（反应是在固定体积的密闭容器中进行的）

a．3v(N2) = v(H2)

b．容器内压强保持不变

c．混合气体的密度保持不变

d．25℃时，测得容器中c(NH3)=0.2 mol·L-1， c(H2) =c(N2) =0.01 mol·L-1

II.常温下，某同学将盐酸与氨水等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH 如下表。

实验编号	氨水浓度/mol·L-1	盐酸浓度/mol·L-1	混合溶液 pH
①	0. 2	0.2	pH＝x
②	c	0.2	pH＝7

请回答：

（4）①中所得混合溶液， pH_______7（填“>”“<”或“＝”）。

②中 c___0.2（填“>”“<”或“＝”），所得混合溶液中各离子浓度大小关系为_____________。

（5）请你再设计一个能证明一水合氨是弱电解质的方案。_____________。

【答案】 0.375 mol/(L·min) [NH3]2/[N2][H2]3 > bd < > [Cl-]= [NH4+]> [H+]= [OH-] 测量 0.1mol/L 氨水的 pH，pH小于13 等

【解析】试题分析：I.（1）根据 计算反应速率；（2）根据平衡常数的定义书写平衡常数表达式；反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）正反应放热，升高温度平衡逆向移动；（3）根据平衡状态的特征分析；II. （4）①等浓度、等体积的盐酸和氨水混合，恰好反应生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解；②若等浓度、等体积的盐酸和氨水混合，溶液呈酸性，要使pH＝7，则氨水的物质的量大于盐酸；根据电荷守恒分析离子浓度关系；（5）根据弱电解质部分电离或弱碱阳离子能水解设计方案；

解析：I.（1）2min内生成1mol氨气，则消耗氢气1.5mol， = 0.375 mol/(L·min)；（2）根据平衡常数的定义，平衡常数K= ；反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+ Q（Q>0）正反应放热，升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小，所以K1>K2；（3）a．任意时刻速率比都等于系数比，所以3v(N2) = v(H2)不一定平衡，故a错误； b．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，气体物质的量是变量，所以压强是变量，容器内压强保持不变一定达到平衡状态，故b正确；c．根据，气体密度是恒量， 混合气体的密度保持不变不一定平衡，故c错误；d．25℃时K=4×106，容器中c(NH3)=0.2 mol·L-1， c(H2) =c(N2) =0.01 mol·L-1， ，Q=K，反应一定达到平衡状态，故d正确。

II. （4）①等浓度、等体积的盐酸和氨水混合，恰好反应生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解 ，所以溶液呈酸性pH<7；②若等浓度、等体积的盐酸和氨水混合，溶液呈酸性，要使pH＝7，则氨水的物质的量大于盐酸，所以c>0.2；根据电荷守恒，[Cl-]+[OH-]= [NH4+]+ [H+]，溶液呈中性，[OH-]= [H+]，所以离子浓度关系为[Cl-]= [NH4+]> [H+]= [OH-]；（5）测量 0.1mol/L 氨水的 pH，pH小于13 ，能证明一水合氨部分电离是弱电解质；

点睛：同浓度、同体积的一元强酸与一元弱碱混合，溶液呈酸性；同浓度、同体积的一元弱酸与一元强碱混合，溶液呈碱性；同浓度、同体积的一元强酸与一元强碱混合，溶液呈中性。

【题型】综合题
【结束】
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【题目】为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列两组实验。

实验一：

已知：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)

（1）虚线框处宜选择的装置是________(填“甲”或“乙”)；实验时应先将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入所制得的纯净氢气中，观察到的实验现象是______________________。

（2）实验后，为检验硬质玻璃管中的固体是否含＋3价的铁元素，该同学取一定量的固体并用一定浓度的盐酸溶解，滴加_______溶液（填试剂名称或化学式），没有出现血红色，说明该固体中没有＋3价的铁元素。请你判断该同学的结论是否正确并说明理由_________________。

实验二：

绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2（设为装置A）称重，记为m1 g。将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A 称重，记为m2 g，B为干燥管。按下图连接好装置进行实验。

实验步骤如下：（1）________，（2）点燃酒精灯，加热，（3）______，（4）______，（5）______，

（6）称量A， 重复上述操作步骤，直至 A 恒重，记为m3 g。

（3）请将下列实验步骤的编号填写在对应步骤的横线上

a．关闭 K1 和 K2 b．熄灭酒精灯 c．打开 K1 和 K2 缓缓通入 N2 d．冷却至室温

（4）必须要进行恒重操作的原因是_________________。

（5）已知在上述实验条件下，绿矾受热只是失去结晶水，硫酸亚铁本身不会分解， 根据实验记录，

计算绿矾化学式中结晶水数目 x=__________________（用含 m1、 m2、 m3的列式表示）。

Answer 1

【答案】 乙 铜丝由黑变红 硫氰化钾或 KSCN 不正确，因为铁过量时： Fe＋2Fe3+→3Fe2+ c b d a 确保绿矾中的结晶水已全部失去

【解析】试题分析：实验一：（1）铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，虚线框中的装置是用氢气还原氧化铜的装置，根据氢气的密度比空气小分析；氧化铜被氢气还原为铜单质；（2）Fe3+能使KSCN溶液变成血红色；单质铁能把Fe3+还原为Fe2+；

实验二：（3）由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前要排尽装置中的空气，利用氮气排出空气，为使生成的水蒸气完全排出，应该先熄灭酒精灯再关闭K1 和 K2；冷却后再称量；（4）进行恒重操作可以确保绿矾中的结晶水已全部失去；（5）根据题意，生成硫酸亚铁是 ，生成水的质量是，根据 计算x值；

解析：实验一：（1）铁与水蒸气反应生成Fe3O4和氢气，虚线框中的装置是用氢气还原氧化铜的装置，氢气的密度比空气小，所以用向下排空气法收集氢气，故选乙；氧化铜被氢气还原为铜单质，现象是铜丝由黑变红；（2）Fe3+能使KSCN溶液变成血红色，滴加KSCN溶液检验是否含有Fe3+，若溶液变为血红色，则含有Fe3+；单质铁能把Fe3+还原为Fe2+，当铁过量时： Fe＋2Fe3+=3Fe2+，所以没有出现血红色，不能说明该固体中没有＋3价的铁元素；

实验二：（3）由于装置中含有空气，空气能氧化硫酸亚铁，所以加热前要排尽装置中的空气，利用氮气排出空气，为使生成的水蒸气完全排出，应该先熄灭酒精灯再关闭K1 和 K2；冷却后再称量，正确的步骤是（1）打开 K1 和 K2 缓缓通入 N2，（2）点燃酒精灯，加热，（3）熄灭酒精灯，（4）冷却至室温，（5）关闭 K1 和 K2，（6）称量A， 重复上述操作步骤，直至 A 恒重，记为m3 g；（4）进行恒重操作可以确保绿矾中的结晶水已全部失去；（5）根据题意，生成硫酸亚铁是 ，生成水的质量是，

X=。