题目内容
合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义.
(1)常温下氨气极易溶于水,其水溶液可以导电.
①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆过程
②氨水中水电离出的c(OH-)
③将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后,溶液中离子浓度由大到依次为
(2)氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,B在标准状况下为气态.在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气;若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA.
①写出氨气和氟气反应的化学方程式
②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量为
(3)Ⅰ在某压强恒定的密闭容器中加入2mol N2和4mol H2,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol达到平衡时,体积为反应前的三分之二.求:
①达到平衡时,N2的转化率为
②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均>0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同.试比较反应放出的能量:①
Ⅱ若将2mol N2和4mol H2放入起始体积相同的恒容容器中,在与Ⅰ相同的温度下达到平衡.
③试比较平衡时NH3的浓度:Ⅰ
(1)常温下氨气极易溶于水,其水溶液可以导电.
①用方程式表示氨气溶于水的过程中存在的可逆过程
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-
②氨水中水电离出的c(OH-)
<
<
10-7mol/L(填写“>”、“<”或“=”)③将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合后,溶液中离子浓度由大到依次为
c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
.(2)氨气具有还原性,在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,B在标准状况下为气态.在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气;若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA.
①写出氨气和氟气反应的化学方程式
4NH3+3F2
NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜)
| ||
4NH3+3F2
NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜)
;
| ||
②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量为
6
6
mol.(3)Ⅰ在某压强恒定的密闭容器中加入2mol N2和4mol H2,发生如下反应:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol达到平衡时,体积为反应前的三分之二.求:
①达到平衡时,N2的转化率为
50%
50%
.②若向该容器中加入a mol N2、b mol H2、c mol NH3,且a、b、c均>0,在相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与上述平衡相同.试比较反应放出的能量:①
>
>
②(填“>”、“<”或“=”)Ⅱ若将2mol N2和4mol H2放入起始体积相同的恒容容器中,在与Ⅰ相同的温度下达到平衡.
③试比较平衡时NH3的浓度:Ⅰ
>
>
Ⅱ(填“>”、“<”或“=”).分析:(1)①氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子;
②酸或碱抑制水电离;
③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,结合电荷守恒确定离子浓度大小;
(2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=
:0.3mol=4:3,根据原子守恒知,生成的另一种物质是NF3;
(3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,利用差量法计算参加反应的氮气,再结合转化率进行计算;
②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,①中转化率比②中的高,参加反应的氮气的物质的量较②多;
③恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小.
②酸或碱抑制水电离;
③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,结合电荷守恒确定离子浓度大小;
(2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=
| 8.96L |
| 22.4L/mol |
(3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,利用差量法计算参加反应的氮气,再结合转化率进行计算;
②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,①中转化率比②中的高,参加反应的氮气的物质的量较②多;
③恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小.
解答:解:(1)①氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子,反应方程式为:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-,故答案为:NH3+H2O?NH3?H2O?NH4++OH-;
②氨水溶液呈碱性,抑制水电离,所以c(OH-)<10-7mol/L,故答案为:<;
③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),结合溶液中电荷守恒得c(Cl-)>c(NH4+),所以溶液中离子浓度大小顺序是:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
(2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=
:0.3mol=4:3,根据原子守恒知,生成的另一种物质是NF3;
①铜作催化剂条件下,氨气和氟气反应生成氟化铵和三氟化氮,反应方程式为:4NH3+3F2
NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜),
故答案为:4NH3+3F2
NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜);
②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量=1mol(3+3)=6mol,故答案为:6;
(3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,反应后气体减少的物质的量=
(2+4)mol=2mol,根据方程式知,参加反应的氮气的物质的量=混合气体减少的物质的量的一半=1mol,所以氮气的转化率=
×100%=50%,故答案为:50%;
②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,平衡时氨气的物质的量相同,由于②中起始含有cmol NH3,故②中反应生成的氨气比①少,①中参加反应的氮气的物质的量较②多,所以放出的热量①>(2),故答案为:>;
③恒容条件下反应,随着反应的进行,气体的物质的量逐渐减小,则压强逐渐减小,抑制平衡向正反应方向移动,所以恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小,故答案为:>.
②氨水溶液呈碱性,抑制水电离,所以c(OH-)<10-7mol/L,故答案为:<;
③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),结合溶液中电荷守恒得c(Cl-)>c(NH4+),所以溶液中离子浓度大小顺序是:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);
(2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=
| 8.96L |
| 22.4L/mol |
①铜作催化剂条件下,氨气和氟气反应生成氟化铵和三氟化氮,反应方程式为:4NH3+3F2
| ||
故答案为:4NH3+3F2
| ||
②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量=1mol(3+3)=6mol,故答案为:6;
(3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,反应后气体减少的物质的量=
| 1 |
| 3 |
| 1mol |
| 2mol |
②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,平衡时氨气的物质的量相同,由于②中起始含有cmol NH3,故②中反应生成的氨气比①少,①中参加反应的氮气的物质的量较②多,所以放出的热量①>(2),故答案为:>;
③恒容条件下反应,随着反应的进行,气体的物质的量逐渐减小,则压强逐渐减小,抑制平衡向正反应方向移动,所以恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小,故答案为:>.
点评:本题考查较综合,涉及平衡移动原理、离子浓度大小的比较等知识点,这些都是学习难点,注意分析恒容和恒压条件下物质转化率的不同点,为易错点.
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