Question

【题目】氨气在产生、生活中都有广泛用途，所以，化学学习中对氨气认识十分重要。

(1)已知H-H键、N-H键、N≡N键的键能分别是436kJ/mol、391kJ/mol、946kJ/mol，合成氨的热化学方程式为_____________。

(2)下列方法可以证明 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)已达平衡状态的是____。

①单位时间内生成n mol H2同时生成n molNH3

②单位时间内3molH—H键断裂同时有6 mol H—N键断裂

③温度和体积一定时，容器内压强不再变化

④c(N2)︰c(H2)︰c(NH3)=1︰3︰2

⑤反应速率2v(H2)= 3v(NH3)

⑥条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化

⑦温度和体积一定时，混合气体的密度不再变化

(3) 25 ℃时，将工业生产中产生的NH3溶于水得0.1mol/L氨水20.0 mL，测得pH=11，则该条件下，NH3H2O的电离平衡常数约为__________。向此溶液中加入少量的氯化铵固体时，[c(NH3H2O) c(H+)] / c(NH4+)值将______(“增大”“减小”或“不变”)。

(4)若向该氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，溶液中pH与pOH(pOH=－lg[OH－])的变化关系如图所示。

B点所加盐酸的体积_____(填“>”、“=”或“<”) 20.0 mL。C点溶液中离子浓度大小顺序为_____>____>_____>_____。

(5)常温下，向0.001mol/LAlCl3溶液中通入NH3直至过量，当pH=_________时，开始生成沉淀(已知：Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33)。

Answer 1

【答案】 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol ②③⑥ 10—5 不变 < c(Cl—) c(NH4+) c(H+) c(OH—) 4

【解析】试题分析：(1)根据反应物总键能-生成物总键能=焓变，计算反应热；(2)根据化学平衡的定义判断平衡状态；(3)利用三段式计算氨水的电离平衡常数；向氨水中加入少量的氯化铵固体，氨水电离平衡逆向移动；(4) B点pH=pOH，溶液呈中性；C点溶pH<pOH，溶液呈酸性，根据电荷守恒判断离子浓度；(5)根据 Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33计算开始生成沉淀时c(OH—)；

解析：(1) N2(g)+3H2(g)2NH3，根据反应物总键能-生成物总键能=焓变，△H=946kJ/mol +3×436kJ/mol －6×391kJ/mol =-92kJ/mol，所以合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92kJ/mol；

(2)①单位时间内生成n mol H2同时生成 n molNH3，达到平衡状态，故①错误；②单位时间内3molH—H键断裂同时有6 mol H—N键断裂，说明N-H断裂和形成的数目相同，即NH3的物质的量保持不变，所以能证明该反应达到平衡状态，故②正确;
③该反应前后气体物质的量改变，温度和体积一定时，容器内压强不再变化，说明物质的量不再变化，一定平衡，故③正确；④c(N2)︰c(H2)︰c(NH3)=1︰3︰2时，浓度不一定不变，所以不一定平衡，故④错误；

⑤v正(H2)表示消耗H2的速率，v逆(NH3)表示消耗NH3的速率，且v正(H2):v逆(NH3)=3:2，说明向两个相反方向进行的程度相当，说明到达平衡状态，v(H2)= 3v(NH3)，反应方向相同，不一定平衡，故⑤错误；

⑥根据 ，气体质量不变，气体物质的量是变量，所以M是变量，所以混合气体的平均相对分子质量不再变化，一定平衡，故⑥正确；

⑦温度和体积一定时，根据 ，密度是恒量，混合气体的密度不再变化，不一定平衡，故⑦错误；

(3)氨水溶液PH=11，则c(H+)═10-11 molL-1，c(0H-)═10-3molL-1，

10—5；

[c(NH3H2O) c(H+)] / c(NH4+)=[c(NH3H2O) c(H+) c(OH-)] / c(NH4+) c(OH-),= ，值不变；

(4) B点pH=pOH，溶液呈中性，若氨水和盐酸等物质的量混合，溶液呈酸性，所以B点盐酸的体积小于20.0 mL；根据电荷守恒, C点溶pH<pOH，溶液呈酸性，所以c(Cl—)>c(NH4+)>c(H+)> c(OH—)；

(5)根据 Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33开始生成沉淀时c(OH—)= =10-10，所以c(H+)=10-4，PH=4。