Question

【题目】氨的合成是人类科学技术上的一项重大突破。其原理如下：

N2( g) +3H2( g) 2NH3( g) △H= -92.4kJ/mol

据此回答下列与NH3有关的问题：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K =_________ 。

(2)①500℃时，若把10molN2与20molH2置于体积为10L的密闭容器内，测得容器内压强随时间的变化关系如下表：

压强/MPa	9.6	8.4	7.6	7.0	6.4	6.4	6.4	6.4
时间/min	0	1	2	3	4	5	6	7

则从反应开始到平衡这段时间内，v(H2)=_________mol/(L·min)。若达到平衡后，再充人5mol N2与10molH2，再次达到平衡时NH3的体积分数与原平衡状态相比_____(填“增大”“减小”或“不变”）。

②合成氨反应中，在其他条件相同时，分别测定N2的平衡转化率在不同压强（p1、p2)下随温度变化的曲线，下列图示正确的是_____(填“A”或“B”）；比较p1、p2的大小关系：_____________。

③某温度下，在恒压的某密闭容器中投入等物质的量的N2和H2，一段时间后测得H2的体积分数为40%，之后保持不变，则达到平衡时H2的转化率为________________。

(3)尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料，与水在一定条件下可以生成氨气：

CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H = +133.6kJ/mol。关于该反应，下列说法正确的

是______(填序号）。

a.从反应开始到达到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.在平衡体系中再加入少量CO(NH2)2，平衡正向移动

c.降低温度使尿素的转化率减小

d.恒温恒容时，向平衡体系中再充人少量氨气，平衡常数减小

(4)将氨气溶于水得到氨水，是一种弱碱。常温下，现将amol/L氨水和0.01mol/L盐酸等体积混合后，溶液中c(NH4+)=c(Cl-)，则氨水的Kb=_____________。（用含a的代数式表示）

Answer 1

【答案】 （或0.375） 增大 A p2>p1 ac

【解析】 (1) N2( g) +3H2( g) 2NH3( g)的化学平衡常数表达式为K = 。

(2)①从表中数据可知，容器内的压强在4min后不再发生变化了，说明反应在4min时达到了化学平衡状态。在同温同体积条件下，气体的压强之比等于它们的物质的量之比，所以反应后气体的物质的量为（10mol+20mol） = 20mol ，反应后气体的物质的量减少了10mol 。

N2( g) +3H2( g) 2NH3( g) △n

1 3 2 2

由反应前后的气体的变化可以求出H2的变化量为15mol,所以从反应开始到平衡这段时间内，v(H2)= = = mol/(L·min)。若达到平衡后，再充人5mol N2与10molH2，由于投料比例与原投料相同，所以相当于对原平衡施加了增大压强的条件，平衡将向气体体积减小的方向即正反应方向移动，所以再次达到平衡时NH3的体积分数与原平衡状态相比增大了。

②合成氨反应中，在其他条件相同时，由于正反应是放热反应，所以升高温度化学平衡向逆反应方向移动，氮气的平衡转化率变小；由于正反应是气体体积减小的方向，所以增大压强化学平衡向正反应方向移动，氮气的平衡转化率增大，分析A和B两图像的信息， A中氮气的平衡转化率随温度升高而减小，与合成氨反应相符，所以A正确；在相同温度下，压强越大，平衡向正反应方向进行的程度就越大，所以氮气的平衡转化率就越大，所以p2>p1 。

③某温度下，在恒压的某密闭容器中投入等物质的量的N2和H2，假设它们的物质的量都是1mol，达到平衡后H2的体积分数为40%，假设氢气的转化率为则：

N2( g) +3H2( g) 2NH3( g)

起始量（mol） 1 1 0

变化量（mol）

平衡量（mol） 1- 1-

达到平衡时H2的体积分数= ，解之得 = 。

(3) CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H = +133.6kJ/mol，反应为吸热反应，其他条件不变时，降低温度，化学平衡向逆反应方向移动，尿素的转化率减小。两种反应物一种是固体，另一种是液体，反应开始后，生成氨气和二氧化碳两种气体，所以反应开始后混合气体中两种气体的比例不再变化，所以其平均相对分子质量保持不变。所以关于该反应，说法正确的是ac 。b.在平衡体系中再加入少量CO(NH2)2，不能改变反应物的浓度，所以平衡不移动，b不正确；平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，所以d不正确。

⑷常温下，现将amol/L氨水和0.01mol/L盐酸等体积混合后，溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.01mol/L=0.005mol/L，c()=amol/L-0.005mol/L由电荷守恒可知，c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，则氨水的Kb= 。