题目内容
15．氨气是一种重要的化工产品及工业原料．Ⅰ．某温度下，合成氨反应的平衡常数K=3.0×103（mol/L）-1，
（1）写出其对应的化学方程式N2+3H2$\frac{\underline{\;\;\;催化剂\;\;\;}}{高温高压}$2NH3
（2）某温度下，如果在体积恒定为10L的密闭容器中充入：0.1molN2、0.1molH2和2molNH3则反应逆向进行（填“正向进行”或“逆向进行”或“达到平衡”）．
（3）该温度下，在体积恒定为10L的四个密闭容器中分别充入下列物质，反应达到平衡后，N2的转化率最大的是c．
a.10molN2、30molH2和20molNH3 b．10molN2和30molH2
c.20molN2和60molH2 d．10molN2和28molH2
Ⅱ．氨气极易溶于水，氨水是氨气溶于水而形成的溶液，回答下列问题：
（4）在氨水溶液中加水稀释的过程，NH3•H2O的电离程度增大（填“增大”“减小”或“不变”，$\frac{c（{NH}_{4}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}^{+}）}$不变（同上）．
（5）室温下，a mol•L-1的（NH4）2SO4水溶液的pH=5，则NH${\;}_{4}^{+}$水解平衡的平衡常数表达式为$\frac{10{\;}^{-5}×（10{\;}^{-5}-10{\;}^{-9}）}{2a+10{\;}^{-9}-10{\;}^{-5}}$（用含代数a的较为精确的数学表达式表示，不必化简，不做近似运算）
（6）室温下，向浓度均为0.1mol•L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，首先生成沉淀对应的离子方程式为Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+．
（已知：室温时Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11mol3•L-3，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20 mol3．L-3）．
（7）测定某产品中KI含量的方法是：
a．称取3.340g样品，溶解，在250mL容量瓶定容；
b．量取25.00mL溶液于锥形瓶中，加入足量KIO3，用少量稀硫酸酸化后，使KIO3与KI反应完全；
c．以淀粉为指示剂，用0.2400mol/L的Na2S2O3溶液滴定，消耗溶液体积平均值为10.00mL．
已知：IO3-+I-+H+═I2+H2O（未配平），I2+2S2O32-═2I-+S4O62-．
该样品中KI的质量分数为99.4%．（保留3位有效数字）
分析 （1）工业合成氨是氮气和氢气在催化剂、高温、高压条件下反应生成氨气；
（2）根据浓度积与平衡常数K的关系比较；
（3）依据加入一种反应物可以增加另外一种反应反应物的转化率回答；
（4）弱电解质加水稀释促进电离，电离平衡常数、离子积常数随温度变化分析；
（5）根据Kw计算溶液中c（OH-），根据电荷守恒计算溶液中c（NH4+），根据物料守恒计算溶液中c（NH3•H2O），代入平衡常数表达式计算；
（6）溶度积常数越小的物质越先沉淀，氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积，所以氢氧化铜先沉淀，据此解答即可；
（7）KIO3与KI反应完全的化学方程式为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，反应的关系式为5I-～3I2～6S2O32-，结合关系式法计算．
解答 解：（1）工业合成氨是氮气和氢气在催化剂、高温、高压条件下反应生成氨气，反应的化学方程式为：N2+3H2$\frac{\underline{\;\;\;催化剂\;\;\;}}{高温高压}$2NH3 ；
故答案为：N2+3H2$\frac{\underline{\;\;\;催化剂\;\;\;}}{高温高压}$2NH3 ；
（2）合成氨反应浓度积=$\frac{c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}{c（N{\;}_{2}）c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$=$\frac{0.2{\;}^{2}}{0.01×0.01{\;}^{3}}$=4000000=4×106＞K=3.0×103，所以平衡向逆反应方向移动，故答案为：逆反应；
（3）a与b相比，a中含有大量的氨气，因此b中氨气的转化率大于a中．b与d相比，b中氢气浓度大，大转化率高；由于正方应是体积减小的可逆反应，所以增大压强平衡向正反应方向进行，c与b相比，相当于是在b的基础上增大压强，氮气转化率增大，故答案为：c；
（4）在氨水溶液中加水稀释的过程，一水合氨属于弱电解质，加水稀释NH3．H2O的电离程度增大，$\frac{c（{NH}_{4}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}^{+}）}$=$\frac{c（{NH}_{4}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）c（{H}^{+}）}$×$\frac{c（OH{\;}^{-}）}{c（OH{\;}^{-}）}$=$\frac{Kb}{Kw}$，弱电解质电离平衡常数和离子积常数随温度变化，温度不变，比值不变；
故答案为：增大；不变；
（5）NH4+水解导致硫酸铵溶液显酸性，水解方程式为NH4++H2O?NH3•H2O+H+，室温下，在a mol•L-1的（NH4）2SO4水溶液中pH=5，溶液中c（H+）=10-5mol/L，故溶液中c（OH-）=10-9mol/L，根据电荷守恒有：c（NH4+）+c（H+）=c（OH-）+2c（SO42-），即c（NH4+）+10-5mol/L=10-9mol/L+2amol/L，则c（NH4+）=（2a+10-9-10-5）mol/L，根据物料守恒计算溶液中c（NH3•H2O）=2amol/L-（2a+10-9-10-5）mol/L=（10-5-10-9）mol/L，故NH4++H2O?NH3•H2O+H+的平衡常数的表达式为$\frac{10{\;}^{-5}×（10{\;}^{-5}-10{\;}^{-9}）}{2a+10{\;}^{-9}-10{\;}^{-5}}$；
故答案为：$\frac{10{\;}^{-5}×（10{\;}^{-5}-10{\;}^{-9}）}{2a+10{\;}^{-9}-10{\;}^{-5}}$；
（6）溶度积常数越小的物质越先沉淀，氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积，所以氢氧化铜先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜沉淀和铵根离子，离子方程式为Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+，
故答案为：Cu2++2NH3•H2O=Cu（OH）2↓+2NH4+；
（7）KIO3与KI反应完全的化学方程式为IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O，
反应的关系式为5I-～3I2～6S2O32-，n（Na2S2O3）=0.2400mol/L×0.01L=2.4×10-3mol，
由关系式可知n（KI）=2.4×10-3mol×$\frac{5}{6}$=2×10-3mol，
则3.340g样品中含有KI的质量为2×10-3mol×$\frac{250}{25}$×166g/mol=3.32g，
则样品中KI的质量分数为$\frac{3.32}{3.34}$×100%=99.4%，
故答案为：99.4%．
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．
| A． | 正反应是放热反应 | |
| B． | 当混合气体的平均相对分子质量不变时反应达到平衡 | |
| C． | 当2v正（B）=v逆（C）时，反应达到平衡 | |
| D． | 恒温恒容时，当体系的压强保持不变时，反应一定达到了平衡 |
| A． | 难溶于水的物质一定是非电解质 | B． | 液态氯化氢能导电 | ||
| C． | 液态氯化钠能导电 | D． | 熔融的液态钠是电解质 |
| A． | 实际生产中鼓入过量的空气，是为了提高SO2的转化率 | |
| B． | 即使在实际生产中鼓入过量的空气，但此过程产生的炉气中仍含有少量SO2 | |
| C． | 此反应中反应物的总能量高于生成物的总能量 | |
| D． | 使用催化剂是为了改变该化学反应的限度 |
在一定条件下，NO2（g）+CO（g）═NO（g）+CO2（g）反应过程的能量变化如图所示．下列说法错误的是（ ）| A． | 该反应是放热反应 | |
| B． | 该反应的反应热△H=-234 kJ/mol | |
| C． | 加入催化剂，使该反应的活化能降低，反应速率加快，同时使该反应的反应热数值减小 | |
| D． | 由图可推出：NO（g）+CO2（g）=NO2（g）+CO（g）△H=+234 kJ/mol |
| A． | C7H5N3O6 | B． | C7H5N3O4 | C． | C5H3NO6 | D． | C7H5NO6 |
| A． | 增大体积使压强减小 | B． | 体积不变，充入N2使压强增大 | ||
| C． | 体积不变，充入He使压强增大 | D． | 体积不变，充入气体Ne |