题目内容
【题目】氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题:
(1)NH3的电子式______。
(2)氯化铵水溶液显酸性,其原因为______(用离子方程式表示),0.1mol/L的氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH______(填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾固体后,请尝试从平衡移动的角度解释溶液中NH4+浓度的变化原因______。
(3)硝酸铵加热分解可得到N2O(g)和H2O(g),250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解达到平衡,该温度下反应的平衡常数表达式为______;若有1mol硝酸铵完全分解,转移的电子数为______mol。
(4)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)△H=-92kJ/mol,若反应放出9.2kJ 热量,则参加反应的氢气分子数目为______。
【答案】
NH4++H2ONH3H2O+H+ 降低 加入少量的明矾,铝离子与氢氧根离子反应,促进一水合氨的电离,溶液中的NH4+的浓度增大 K=c(N2O)×c2(H2O) 4 0.3NA
【解析】
(1)按氮原子和氢原子共用电子对的情况写NH3的电子式;
(2)氯化铵水溶液因水解显酸性,据此写离子方程式;0.1mol/L的氨水中加入少量的NH4Cl固体,按同离子效应对电离平衡的影响判断溶液的pH变化;若加入少量的明矾固体后,按明矾中离子对氨水电离平衡的影响判断NH4+浓度的变化及原因;
(3)按硝酸铵加热分解可得到N2O(g)和H2O(g),写250℃时,硝酸铵在密闭容器中分解的化学方程式,据此写该温度下反应的平衡常数表达式;按硝酸铵分解方程式中硝酸铵与电子的物质的量的关系,计算转移的电子数;
(4)按3H2(g)+N2(g)2NH3(g)△H=-92kJ/mol,实际消耗的氢气的物质的量与放出热量的关系,可计算放出9.2kJ 热量时参加反应的氢气分子数目。
(1)氨气是共价化合物,N原子和H原子之间以共价键相结合,故其电子式为
;
故答案为:
;
(2)氯化铵的水溶液显弱酸性,其原因为NH4++H2ONH3H2O+H+,0.1molL-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体,铵离子浓度增大,抑制一水合氨的电离,氢氧根离子浓度减小,溶液的pH降低,若加入少量的明矾,铝离子与氢氧根离子反应,促进一水合氨的电离,溶液中的NH4+的浓度增大;
故答案为:NH4++H2ONH3H2O+H+; 降低; 加入少量的明矾,铝离子与氢氧根离子反应,促进一水合氨的电离,溶液中的NH4+的浓度增大;
(3)硝酸铵分解生成N2O和H2O,达到平衡,说明为可逆反应,化学反应方程式为:NH4NO3
N2O+2H2O,250℃时,水为气体状态,故平衡常数K=c(N2O)×c2(H2O);NH4NO3中NH4+的N元素化合价为-3价,NO3-中的N元素的化合价为+5价,反应后N元素的化合价为+1价,发生归中反应,N元素由-3价升高为+1价,此反应中每分解1mol硝酸铵,转移电子数为4mol;
故答案为:K= c(N2O)×c2(H2O);4;
(4)3H2(g)+N2(g)2NH3(g)△H=-92kJ/mol,可知放出92kJ热量时,消耗氢气为3mol,故当反应放出9.2kJ 热量,则参加反应的氢气为0.3mol,分子数为0.3NA;
故答案为:0.3NA。
【题目】煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境影响极大。
(1)使用清洁能源可有效减少SO2等的排放。煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol
ii:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+b kJ/mol
iii:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH3
ΔH3=________。
(2)在密闭容器中进行反应i,改变温度时,该反应中的所有物质都为气态,起始温度、体积相同(T1 ℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
反应时间 | CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
反应Ⅰ恒 温恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反应Ⅱ绝 热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡后,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(Ⅰ)________K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”下同);平衡时CO2的浓度c(Ⅰ)________c(Ⅱ)。
②对反应Ⅰ,在其他条件不变下,若30 min时只改变温度为T2 ℃,再次平衡时H2的物质的量为2.5 mol,则T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30 min时只向容器中再充入1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),则平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)研究人员发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下,于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO发生该反应,如图为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)随时间的变化曲线。
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①0~5 min内,该反应的平均反应速率v(NO)=________;平衡时N2的产率为________。
②若13 min时,向该容器中再充入0.06 mol CO2,15 min时再次达到平衡,此时容器内
/
的比值应在图中A点的________(填“上方”或“下方”)。