Question

利用氮气、氢气在一定条件下生成氨气这一可逆反应来合成氨，是一个重要的化工反应。常用来生产液氨和氨水。
完成下列填空：
（1）如图表示合成氨时生成1mol生成物时的能量变化，E的单位为kJ。请写出合成氨的热化学方程式____________________。

（热量用E₁、E₂或E₃表示）。该图中的实线与虚线部分是什么反应条件发生了变化？
（2）在一定温度下，若将4a mol H₂和2amol N₂放入VL的密闭容器中，5分钟后测得N₂的转化率为50%，则该段时间用H₂表示的反应速率为__________摩尔/(升?秒)。若此时再向该容器中投入a mol H₂、amol N₂和2amol NH₃，判断平衡移动的方向是_____（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）
（3）液氨和水类似，也能电离：2NH₃NH₄⁺+ NH₂^－，某温度时，其离子积K=2×l0^-30。该温度下：①将少量NH₄Cl固体加入液氨中，K____________2×10^-30（填“＜”、“＞”或“=”）；②将少量金属钠投入液氨中，完全反应后所得溶液中各微粒的浓度大小关系为：_______
（4）工厂生产的氨水作肥料时需要稀释。用水稀释0．1mol/L稀氨水时，溶液中随着水量的增加而减少的是

A．c(NH4+)/c(NH3?H2O)	B．c(NH3?H2O)/c(OH-)
C．c(H+)/c(NH4+)	D．c(OH-)/c(H+)

Answer 1

（1）N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)+2(E₃-E₁)kJ/mol; 催化剂
（2）0．01a/v ; 正向移动
（3）=；c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）
（4）B、D

试题分析：
（1）根据题意及图像可知该反应的热化学方程式为N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)+2(E₃-E₁)kJ/mol;改变某一条件，降低了反应的活化能，使很多原来不能反应的分子变为活化分子，提高了活化分子的百分比率，反应速率加快。这是催化剂的作用。
（2）5分钟后测得N₂的转化率为50%,则?n(N₂)=amol,则?n(H₂)=3amol,所以V(H₂)= (?n(H₂)÷v)÷ ?t="3amol÷" Vl÷5min×60s/min=0．01a/vmol/(L·s)．根据反应方程式N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)可知达平衡时各种物质的物质的量为n(N₂)=amol；n(H₂)="amol" n(NH₃)=2amol．若在此时再向该容器中投入a mol H₂、amol N₂和2amol NH₃。相当于将容器的容积压缩至原来的一半。由于压强增大的影响大于浓度增大的影响，所以增大压强。化学平衡向气体体积减小的反应方向移动。由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以在此时再向该容器中投入a mol H₂、amol N₂和2amol NH₃，化学平衡向正反应方向移动。
（3）离子积K只与温度有关，而与其它条件无关。由于温度没变，所以K不会变化，还等于2×10^-30。②在液氨中存在电离平衡2NH₃NH₄⁺+ NH₂^－。若将少量金属钠投入液氨中，发生反应2Na+ 2NH₄⁺=2NaNH₂+H₂↑．由于消耗了NH₄⁺，破坏了电离平衡，促使NH₃向电离的方向移动。最终达到平衡。由于NH₃的电离程度是很微弱的。所以完全反应后所得溶液中各微粒的浓度大小关系为：c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）。
（4）在氨水中存在电离平衡：NH₃·H₂ONH₄⁺+OH^-。用水稀释0．1mol/L稀氨水时。若平衡不移动，c(NH₃?H₂O)、c(NH₄⁺)、c(OH^-)都减小。但加水稀释时平衡向电离的方向移动，c(NH₃?H₂O)进一步减小，c(NH₄⁺)、c(OH^-)的浓度在减小的基础上又略有增加。但由于在溶液中存在水的电离平衡H₂OH⁺ +OH^-。c(H⁺)·c(OH^-)=Kw，c(OH^-)减小，所以c(H⁺)增大。所以c(NH₄⁺)/c(NH₃?H₂O)增大；A错误。(NH₃?H₂O)/c(OH^-)减小；B正确。C．c(H⁺)/c(NH₄⁺)增大。错误。D．c(OH^-)/c(H⁺)减小，正确。故选项为B、D。