Question

5．工业合成氨可以实现大规模固氮，氨可用于生产氯化铵、硫酸铵等化学肥料．
（1）等物质的量浓度的两溶液，pH大小为：氯化铵＞硫酸铵（选填＞、=或＜，下同）；铵根离子浓度相同的两溶液，两者的浓度大小关系为：氯化铵＞硫酸铵；
（2）检验铵态氮肥中铵根离子的实验方案是取样，加入试管配成溶液，加入浓氢氧化钠溶液，加热，在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸，若变蓝，则含有铵根离子；反之没有；
（3）长期施用硫酸铵，土壤会酸化板结的原因是硫酸铵是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，所以长期施用，土壤会酸化板结．
最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、催化剂条件下，N₂与水发生反应：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃ （g）+3O₂（g）?Q，（Q＞0）．
（4）如果反应的平衡常数K值变小，该反应正反应速率减小（选填增大、减小或不变，下同），逆反应速率减小．
（5）请用上述反应中的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态容器中气体的总质量不随时间而变化或容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化或容器中气体的密度不随时间而变化或v_正（N₂）：v_逆（O₂）=2：3．
（6）若反应的容器容积为2.0L，反应时间4.0min，容器内气体的密度增大了0.18g/L，在这段时间内O₂的平均反应速率为0.00125mol•L^-1min^-1．

Answer 1

分析 （1）等物质的量浓度的氯化铵和硫酸铵，铵根离子浓度硫酸铵大溶液PH小，若铵根离子浓度相同则硫酸铵溶液浓度小；
（2）依据铵根离子和氢氧根离子结合生成一水合氨，加热分解生成的氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝设计证明；
（3）长期施用硫酸铵能够使土壤中的氢离子浓度升高；
（4）2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃ （g）+3O₂（g）?Q，（Q＞0），反应是吸热反应，如果反应的平衡常数K值变小说明平衡逆向进行，温度降低，反应速率减小；
（5）反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变分析，由此分析解答；
（6）容器内气体的密度增大了0.18g/L，即水的质量减少了0.18g/L×2L=0.36g，则生成氧气物质的量为：$\frac{1}{2}$×$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.01mol，再据v=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$计算速率．

解答 解：（1）等物质的量浓度的两溶液，氯化铵含一个铵根，硫酸铵含两个铵根，pH大小为：氯化铵＞硫酸铵，铵根离子浓度相同的两溶液，两者的浓度大小关系为：氯化铵＞硫酸铵，
故答案为：＞；＞；
（2）检验铵态氮肥中铵根离子的实验方案是：取样，加入试管配成溶液，加入浓氢氧化钠溶液，加热，在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸，若变蓝，则含有铵根离子；反之没有，
故答案为：取样，加入试管配成溶液，加入浓氢氧化钠溶液，加热，在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸，若变蓝，则含有铵根离子；反之没有；
（3）长期施用硫酸铵会使土壤板结酸化，硫酸铵是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，所以长期施用，土壤会酸化板结，
故答案为：硫酸铵是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，所以长期施用，土壤会酸化板结；
（4）2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃ （g）+3O₂（g）?Q，（Q＞0），反应是吸热反应，如果反应的平衡常数K值变小说明平衡逆向进行，温度降低，反应速率减小，在内反应速率减小，该反应正反应速率减小，逆反应速率减小，
故答案为：减小； 减小；
（5）2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃ （g）+3O₂（g）?Q，（Q＞0），反应是气体体积增大的吸热反应，容器中气体的总质量不随时间而变化或容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化或容器中气体的密度不随时间而变化或v_正（N₂）：v_逆（O₂）=2：3时，在内反应速率相同说明反应达到平衡状态，
故答案为：容器中气体的总质量不随时间而变化或容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化或容器中气体的密度不随时间而变化或v_正（N₂）：v_逆（O₂）=2：3；
（6）容器内气体的密度增大了0.18g/L，即水的质量减少了0.18g/L×2L=0.36g，则生成氧气物质的量为：$\frac{1}{2}$×$\frac{0.36g}{18g/mol}$=0.01mol，据v（O₂）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{0.01mol}{2L}}{4min}$=0.00125 mol•L^-1min^-1，
故答案为：0.00125 mol•L^-1min^-1．

点评 本题考查了盐类水解、离子检验、化学反应速率计算和影响因素分析、化学平衡标志等，掌握基础是解题关键，题目难度中等．