Question

【题目】工业上可由氢气、氮气合成氨气，溶于水形成氨水。一定温度下，向2L固定体积的密闭容器中加入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图所示。

（1）0~2min内的平均反应速率v(H2)=___。

（2）该温度下，反应的平衡常数表达式K=___。

其平衡常数K与温度T的关系如下表：

试判断K1___K2（填写“>”、“=”或“<”）。

（3）能说明该合成氨反应已达到平衡状态的是___（选填编号）。

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)=0.2mol·L-1，c(H2)=c(N2)=0.01mol·L-1

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如表。

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）请你设计一个能证明一水合氨是弱电解质的简要方案___。

Answer 1

【答案】0.375mol/(L·min) > bd < > c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-) 用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较，测出pH，pH<7

【解析】

（1）由图像可知，生成氨气的物质的量为1mol，则消耗氢气的物质的量为1.5mol，反应速率，故答案为：0.375mol/(L·min)；

（2）结合方程式，反应的平衡常数表达式K=，反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>K2，故答案为：；>；

（3）a.根据方程式系数与反应速率的关系，任何状态下，都有3v(N2)=v(H2)，则3v(N2)=v(H2)不能说明反应到达平衡状态，故a错误；

b.从方程式可知，该反应是气体的总物质的量是可变的量，当容器内压强保持不变，则气体的总物质的量不变，说明该反应达到平衡状态，故b正确；

c.根据质量守恒定律，气体的总质量始终保持不变，而该反应在恒容条件下进行，则混合气体的密度始终保持不变，故c错误；

d.25℃时，测得容器中c(NH3)=0.2mol·L-1，c(H2)=c(N2)=0.01mol·L-1，计算浓度熵，则反应处于平衡状态，故d正确；

综上所述，故答案为：bd；

（4）①中为氨水和盐酸等体积等浓度混合，所得混合溶液中溶质为氯化铵，因为铵根发生水解，则溶液显酸性，pH<7，故答案为：<；

②中两溶液混合后pH=7，因为盐酸为强酸，氨水为弱碱，则需要氨水稍多一些，即氨水的浓度比盐酸的浓度大，c>0.2，因为溶液显中性，则所得混合溶液中各离子浓度大小关系为c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)，故答案为：>；c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)；

（5）若证明一水合氨是弱电解质，则可以从铵根能发生水解来说明，证明方案为：用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较，测出pH，pH<7，故答案为：用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较，测出pH，pH<7。