Question

9．氨气是一种重要的化工产品及工业原料．
I．一定条件下，将1molN₂（g）和3molH₂（g）投入某密闭容器中，当反应物的转化率为50%时，反应放出46.2kJ的热量．
（1）写出合成氨的热化学方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
（2）某温度下，反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的平衡常数K=3.0×10⁴，如果在体积恒定为1L的密闭容器中充入：0.1molN₂、0.1molH₂和2molNH₃，则反应逆向进行 （填“正向进行”、“逆向进行”或“达到平衡”）．
（3）该温度下，在体积恒定为1L的四个密闭容器中分别充入下列物质，反应达到平衡后，N₂的转化率最大的是C．
A．1molN₂、3molH₂和2molNH₃   
B．1molN₂和3molH₂
C．2molN₂和6molH₂       
 D．1molN₂和2.8molH₂
Ⅱ．氨气极易溶于水，氨水是氨气溶于水而形成的溶液，回答下列问题：
（4）室温下，向完全相同的三份（NH₄）₂SO₄水溶液中分别加入少量的①Na₂CO₃固体 ②FeCl₃固体 ③KCl固体，所得溶液中NH${\;}_{4}^{+}$的浓度由大到小的顺序是②③①（用编号表示）
（5）室温下，向浓度均为0.1mol/L的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成的沉淀是Cu（OH）₂，生成该沉淀的离子方程式为Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．（室温时K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

Answer 1

分析 （1）转化50%放出热量为46.2kJ，那么100%转化应放出热量为46.2kJ×2=92.4kJ，据此书写即可；
（2）根据浓度积与平衡常数K的关系比较判断反应进行的方向；
（3）依据加入一种反应物可以增加另外一种反应物的转化率回答；
（4）含有弱根离子的盐溶液，如果两种溶液的酸碱性相同，那么它们混合后会相互抑制水解；如果一种溶液显酸性，另一种溶液显碱性，那么它们混合后弱根离子能相互促进水解，据此判断即可；
（5）溶度积常数越小的物质越先沉淀，氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积，所以氢氧化铜先沉淀，据此解答即可．

解答 解：Ⅰ．（1）依据题意：将1molN₂（g）和3molH₂（g）投入某密闭容器中，当反应物的转化率为50%时，反应放出46.2kJ的热量，故完全反应放出热量为92.4kJ，故合成氨的热化学反应方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol，故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
（2）合成氨反应浓度积=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{0．{2}^{2}}{0.01×0.0{1}^{3}}$=40000=4×10⁴＞K=3.0×10³，所以平衡应向逆反应方向移动，故答案为：逆反应；
（3）A与B相比，A中含有大量的氨气，因此B中氨气的转化率大于A中．B与D相比，B中氢气浓度大，氮气转化率高；由于正方应是体积减小的可逆反应，所以增大压强平衡向正反应方向进行，C与B相比，相当于是在B的基础上增大压强，氮气转化率增大，据此得出氮气转化率最大的是C，故答案为：C；
Ⅱ．（4）（NH₄）₂SO₄是强酸弱碱盐水解呈酸性，①Na₂CO₃是强碱弱酸盐，溶于水显碱性，促进铵根的水解，故铵根浓度减小；
②FeCl₃是强酸弱碱盐，溶于水显酸性，抑制铵根离子水解，铵根浓度增大；
③KCl是强酸强碱盐，不水解，故铵根浓度不变，据此得出铵根浓度最大的是②，最小的是①，故答案为：②③①；
（5）溶度积常数越小的物质越先沉淀，氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积，所以氢氧化铜先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜沉淀和铵根离子，离子方程式为Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，故答案为：Cu（OH）₂；Cu²⁺+2NH₃•H₂O=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．

点评 本题考查较为综合，涉及化学平衡状态的判断、盐类水解、水的电离等知识，为高考常见题型，难度中等，注意把握相关基本理论的理解和应用．