Question

2．氨气是一种重要工业原料，在工农业生产中具有重要的应用．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）；△H=+180.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ•mol^-1
则N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）；△H=N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
（2）工业合成氨气的反应为N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化剂}^{高温、高压}$2NH₃（g）．在一定温度下，将一定量的N₂和H₂通入到初始体积为1L的密闭容器中达到平衡后，单独改变下列条件，能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是①②．（填序号）
①增大压强  ②增大反应物的浓度  ③使用催化剂  ④降低温度
（3）将相同体积、pH之和为14的氨水和盐酸混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（4）用氨水和40mL 0.5mol/L硫酸铝溶液来制备一定量的氢氧化铝，该反应的离子方程式为Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．某同学改用2mol/L的氢氧化钠溶液代替氨水来制备，结果只得到了0.78克的沉淀，其加入的氢氧化钠溶液的体积可能为15ml或35ml．

Answer 1

分析 （1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
则反应N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到，热量也进行相应的计算；
（2）平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，根据影响化学平衡移动的因素以及影响化学平衡常数的因素来回答；
（3）氨水可以和盐酸之间发生反应得到氯化铵溶液，根据离子浓度大小比较方法来回答；
（4）氨水可以和氯化铝之间反应生成氢氧化铝，氢氧化铝可以和强碱之间反应，向含铝离子的溶液中加入氢氧化钠的过程中，依次发生的反应是：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，根据化学反应方程式来回答．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
则反应N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到，
所以该反应的△H=180.5kJ•mol^-1+（-483.6kJ•mol^-1）×$\frac{3}{2}$-（-905kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=-92.4kJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
（2）平衡常数只与温度有关，催化剂不能改变平衡状态，增大反应物浓度化学平衡正向移动，增大压强，化学平衡向着气体系数和减小的方向移动，
故答案为：①②；
（3）将相同体积、pH之和为14的氨水和盐酸混合后，所得的溶液是氯化铵和氨水的混合物，
溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）氨水和硫酸铝溶液来制备一定量的氢氧化铝的实质是：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，40mL 0.5mol/L即0.02mol硫酸铝溶液生成沉淀量最大时，对应的氢氧化铝物质的量是0.02mol，质量是1.56g，若氢氧化铝的质量为0.78克时，有两种情况：
①氢氧化钠量少，铝离子有剩余，此时按照方程式Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓进行反应，氢氧化铝的质量为0.78克即0.01mol时，消耗氢氧化钠是0.03mol，所以体积是0.015L；
②氢氧化钠过量，沉淀量达到最大后又被溶解了一部分，
    Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
   1      3       1           1       1         
0.02mol 0.06mol   0.02mol    0.01mol  0.01mol
所滴加氢氧化钠溶液的物质的量为：0.06mol+0.01mol=0.07mol，所以体积是0.035L，
故答案为：15ml或35ml．

点评 本题是一道综合知识的考查题，涉及热化学、化学平衡移动等方面知识，考查学生分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．