题目内容
以下是处于研究阶段的“人工固氮”的新方法．N2在催化剂表面与水发生反应：
2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）-1530.4kJ
完成下列填空：
（1）该热化学反应方程式的意义是 ．
（2）上述反应达到平衡后，保持其他条件不变，升高温度，重新达到平衡时 ．
a．平衡常数K增大
b．H2O的浓度减小
c．容器内的压强增大
d．v逆（O2）减小
（3）部分实验数据见下表（条件：2L容器、催化剂、光、N21mol、水3mol、反应时间3h）：
第四组容器中3小时内以NH3表示的平均反应速率是 ．第四组容器内NH3生成量最小的可能原因是 ．
（4）若用该反应进行工业生产，请选择适宜的条件 ．
（5）氨气大量用于制尿素，铵态氮肥以及硝酸，氨还可用做致冷剂．
①在（NH4）2SO4溶液中存在水解反应，常温下该水解反应的平衡常数表达式可表示为K= ；
②有等浓度的下列三种溶液：①NH4Cl ②（NH4）2SO4 ③NH4HSO4，c（NH4+）由大到小的顺序是 ；若换成pH值相等，则三种溶液中，c（NH4+）由大到小的顺序是 ．
2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）-1530.4kJ
完成下列填空：
（1）该热化学反应方程式的意义是
（2）上述反应达到平衡后，保持其他条件不变，升高温度，重新达到平衡时
a．平衡常数K增大
b．H2O的浓度减小
c．容器内的压强增大
d．v逆（O2）减小
（3）部分实验数据见下表（条件：2L容器、催化剂、光、N21mol、水3mol、反应时间3h）：
| 序号 | 第一组 | 第二组 | 第三组 | 第四组 |
| t/℃ | 30 | 40 | 50 | 80 |
| NH3生成量/（10-6mol） | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
（4）若用该反应进行工业生产，请选择适宜的条件
（5）氨气大量用于制尿素，铵态氮肥以及硝酸，氨还可用做致冷剂．
①在（NH4）2SO4溶液中存在水解反应，常温下该水解反应的平衡常数表达式可表示为K=
②有等浓度的下列三种溶液：①NH4Cl ②（NH4）2SO4 ③NH4HSO4，c（NH4+）由大到小的顺序是
考点：化学平衡的影响因素,热化学方程式,合成氨条件的选择,盐类水解的原理
专题：
分析：（1）根据热化学反应方程式的意义回答；
（2）a．正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K增大；
b．升高温度，H2O的浓度不变；
c．升高温度，平衡正向移动，容器内的压强增大；
d．升高温度正逆反应速率都增加；
（3）3小时内以NH3浓度的变化量来表示；第四组温度最高但达平衡时，氨气的物质的量最小，可能是温度对催化剂的活性的影响；
（4）进行工业生产，要反应速率快，转化率高；
（5）①依据平衡常数概念书写表达式，利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以生成物平衡浓度幂次方乘积；
②依据铵根离子水解的影响因素分析判断，①NH4Cl ②（NH4）2SO4 ③NH4HSO4 先不考虑水解，则②NH4）2SO4含有两个NH4+，所以它们NH4+的浓度大于其它两种物质，溶液中c（NH4+）根据盐类水解的影响分析判断．从两个角度考虑，一是相同pH的（NH4）2SO4与NH4Cl溶液的水解程度是否相等，二是NH4HSO4电离时产生H+使溶液呈酸性，NH4+的水解被抑制．
（2）a．正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K增大；
b．升高温度，H2O的浓度不变；
c．升高温度，平衡正向移动，容器内的压强增大；
d．升高温度正逆反应速率都增加；
（3）3小时内以NH3浓度的变化量来表示；第四组温度最高但达平衡时，氨气的物质的量最小，可能是温度对催化剂的活性的影响；
（4）进行工业生产，要反应速率快，转化率高；
（5）①依据平衡常数概念书写表达式，利用生成物平衡浓度幂次方乘积除以生成物平衡浓度幂次方乘积；
②依据铵根离子水解的影响因素分析判断，①NH4Cl ②（NH4）2SO4 ③NH4HSO4 先不考虑水解，则②NH4）2SO4含有两个NH4+，所以它们NH4+的浓度大于其它两种物质，溶液中c（NH4+）根据盐类水解的影响分析判断．从两个角度考虑，一是相同pH的（NH4）2SO4与NH4Cl溶液的水解程度是否相等，二是NH4HSO4电离时产生H+使溶液呈酸性，NH4+的水解被抑制．
解答：
解：（1）该热化学反应方程式的意义是2mol氮气在催化剂表面与6mol水完全反应生成4mol氨气和3mol氧气需吸收1530.4 kJ的热量；
故答案为：2mol氮气在催化剂表面与6mol水完全反应生成4mol氨气和3mol氧气需吸收1530.4 kJ的热量；
（2）a．正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K增大，故选；
b．升高温度，H2O的浓度不变，故不选；
c．升高温度，平衡正向移动，容器内的压强增大，故选；
d．升高温度正逆反应速率都增加，故不选；
故答案为：ac；
（3）3小时内以NH3浓度的变化量，v（NH3）=
=3.33×10-7mol/（L?h），第四组温度最高但达平衡时，氨气的物质的量最小，可能是催化剂在80℃活性减小，反应速率反而减慢，故答案为：3.33×10-7mol/（L?h）；催化剂在80℃活性减小，反应速率反而减慢；
（4）进行工业生产，要反应速率快，转化率高，从速率方面考虑应选择高效催化剂、提高温度，从转化率方面考虑应及时将产物移出反应容器，故答案为：选择高效催化剂、提高温度、及时将产物移出反应容器；
（5）①在（NH4）2SO4溶液中存在水解反应，2NH4++H2O?NH3?H2O+H+，常温下该水解反应的平衡常数表达式可表示为K=
，
故答案为：
；
②物质的量浓度相同的下列溶液：①NH4Cl、②（NH4）2SO4、③NH4HSO4；先不考虑水解，则②（NH4）2SO4 含有两个NH4+，所以它们NH4+的浓度大于其它两种物质，①NH4Cl，NH4+水解与③NH4HSO4 比较，③水解得到抑制，即NH4+的量较增多，即溶液中c（NH4+）③＞①； 按c（NH4+）由大到小的顺序排列为 ②＞③＞①； 相同pH的（NH4）2SO4与NH4Cl溶液中，都是强酸弱碱盐，根据溶液呈电中性可判断二者NH4+浓度相等，由于NH4HSO4电离时产生H+使溶液呈酸性，NH4+的水解被抑制，因此NH4HSO4中NH4+的浓度小于（NH4）2SO4，故答案为：②＞③＞①； ①=②＞③．
故答案为：2mol氮气在催化剂表面与6mol水完全反应生成4mol氨气和3mol氧气需吸收1530.4 kJ的热量；
（2）a．正反应为吸热反应，升高温度，平衡常数K增大，故选；
b．升高温度，H2O的浓度不变，故不选；
c．升高温度，平衡正向移动，容器内的压强增大，故选；
d．升高温度正逆反应速率都增加，故不选；
故答案为：ac；
（3）3小时内以NH3浓度的变化量，v（NH3）=
| ||
| 3h |
（4）进行工业生产，要反应速率快，转化率高，从速率方面考虑应选择高效催化剂、提高温度，从转化率方面考虑应及时将产物移出反应容器，故答案为：选择高效催化剂、提高温度、及时将产物移出反应容器；
（5）①在（NH4）2SO4溶液中存在水解反应，2NH4++H2O?NH3?H2O+H+，常温下该水解反应的平衡常数表达式可表示为K=
| c(NH 3?H 2O)c(H +) |
| c(NH 4 +) |
故答案为：
| c(NH 3?H 2O)c(H +) |
| c(NH 4 +) |
②物质的量浓度相同的下列溶液：①NH4Cl、②（NH4）2SO4、③NH4HSO4；先不考虑水解，则②（NH4）2SO4 含有两个NH4+，所以它们NH4+的浓度大于其它两种物质，①NH4Cl，NH4+水解与③NH4HSO4 比较，③水解得到抑制，即NH4+的量较增多，即溶液中c（NH4+）③＞①； 按c（NH4+）由大到小的顺序排列为 ②＞③＞①； 相同pH的（NH4）2SO4与NH4Cl溶液中，都是强酸弱碱盐，根据溶液呈电中性可判断二者NH4+浓度相等，由于NH4HSO4电离时产生H+使溶液呈酸性，NH4+的水解被抑制，因此NH4HSO4中NH4+的浓度小于（NH4）2SO4，故答案为：②＞③＞①； ①=②＞③．
点评：本题考查热化学方程式意义，化学平衡状态的分析判断，化学反应速率计算，盐类水解的原理和应用，注意盐类水解的实质和把握弱电解质的电离，从影响平衡移动的角度分析离子浓度的大小比较是解答的关键，题目难度中等．
练习册系列答案
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2SO3（g）．已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L．当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）
| 催化剂 |
| △ |
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| B、SO2为0.25 mol/L |
| C、SO3为0.4 mol/L |
| D、SO2、SO3均为0.15 mol/L |
下列物质中，既含有离子键又含共价键的是（ ）
| A、Na2O |
| B、NH3 |
| C、NaOH |
| D、CaBr2 |
下列化学用语正确的是（ ）
A、氯化氢的电子式H+[：
| ||||
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| A、20% | B、略小于20% |
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，使用流程图表示其制备过程．（流程图示例：CH3CH2OH关于合成氨反应中平衡常数的讨论，一定正确的是（ ）
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| B、平衡常数越小，则平衡向逆反应方向移动 |
| C、只改变某一条件使平衡常数增大，则正反应速率增大 |
| D、只改变某一条件使平衡常数减小，则H2转化率减小 |