Question

（2012?菏泽二模）合成氨反应（N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g））在工业生产中的大量运用，满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为化工生产提供了足够的原料．按要求回答下
列问题：
（1）合成氨反应的能量变化如图所示，则该反应的热化学方式为：

N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol

．
（2）在温度恒定为298K，体积恒定为10L的密闭容器中加入氢气、氮气的物质的量分别为0.7mol、0.6mol，平衡时测得氮气的转化率为

1

3

，则此温度下题给该反应的平衡常数K=

4×10⁴

．
（3）标况下，若将22.4mL的氨气通入100mLpH为2的盐酸中，则溶液中各离子浓度的顺序由大到小为

c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）

．
（4）将氨气通入盛有CaSO₄悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO₂，过滤后即可得到（NH₄）₂SO₄．该过程的化学方程式为

CaSO₄+2NH₃+2CO₂+2H₂O=Ca（HCO₃）₂↓+（NH₄）₂SO₄

，由此可知K_sp（CaSO₄）

大于

K_sp（CaCO₃）（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析：（1）依据图象分析判断，反应焓变=断裂化学键吸收能量-反应物形成化学键放出能量=508-600=-92KJ/mol；依据热化学方程式书写，标注物质聚集状态和对应反应焓变；
（2）依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
（3）依据1molNH₃和10^-3molHCl反应生成NH₄Cl，氨气过量分析判断溶液中离子浓度；
（4）依据将氨气通入盛有CaSO₄悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO₂，过滤后即可得到（NH₄）₂SO₄．反应是生成硫酸铵和碳酸氢钠，配平书写化学方程式；依据沉淀转化分析判断溶度积常数大小，氨气在溶液中与二氧化碳反应生成碳酸铵，过滤可得（NH₄）₂SO₄，沉淀为CaCO₃，说明CaCO₃更难溶，CaSO₄与CaCO₃的构成类型相同为AB型，相同类型溶解度越小，溶度积越小．；

解答：解：（1）体积图象分析可知反应的焓变为-92KJ/mol，反应的热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol；
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol；
（2）依据化学平衡三段式列式计算，体积恒定为10L的密闭容器，平衡时测得氮气的转化率为

1

3

，
               N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）   0.6      0.7      0
转化量（mol）   0.6×

1

3

   0.6     0.4
平衡量（mol）   0.4      0.1      0.4
K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

( 0.4 10 )2

( 0.4 10 )×( 0.1 10 )3

=4×10⁴；
故答案为：4×10⁴；
（3）1molNH₃和10^-3molHCl反应生成NH₄Cl，溶液中氯化铵物质的量为10^-3mol，一水合氨物质的量1-0.001=0.999mol；所以溶液中离子浓度大小为：c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）；
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）；
（4）将氨气通入盛有CaSO₄悬浊液的沉淀池中，再通入足量的CO₂，过滤后即可得到（NH₄）₂SO₄．沉淀为CaCO₃，说明CaCO₃更难溶，CaSO₄与CaCO₃的构成类型相同为AB型，相同类型溶解度越小，溶度积越小，故Ksp（CaSO₄）＞Ksp（CaCO₃），该过程的化学方程式为：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
故答案为：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；＞；

点评：本题考查热化学方程式书写方法，化学平衡的计算应用，平衡常数概念计算，溶液中离子浓度大小比较，沉淀转化原理的分析应用，题目难度中等．