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

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E 1 、E 2 或E 3 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 H 2 和2amol N 2 放入VL的密闭容器中，5分钟后测得N 2 的转化率为50%，则该段时间用H 2 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 H 2 、amol N 2 和2amol NH 3 ，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：2NH 3 NH 4 + + NH 2 － ，某温度时，其离子积K=2×l0 -30 。该温度下：①将少量NH 4 Cl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(NH 4 + )/c(NH 3 ?H 2 O) B．c(NH 3 ?H 2 O)/c(OH - ) C．c(H + )/c(NH 4 + ) D．c(OH - )/c(H + )

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Answer 1

（1）N 2 (g)+3H 2 (g)  2NH 3 (g)+2(E 3 -E 1 )kJ/mol; 催化剂 （2）0．01a/v ; 正向移动 （3）=；c（NH 3 ）＞c（NH 2 - ）＞c（Na + ）＞c（NH 4 + ） （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N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g)+2(E 3 -E 1 )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N 2 的转化率为50%,则?n(N 2 )=amol,则?n(H 2 )=3amol,所以V(H 2 )= (?n(H 2 )÷v)÷ ?t="3amol÷" Vl÷5min×60s/min=0．01a/vmol/(L·s)．根据反应方程式N 2 (g)+3H 2 (g) 2NH 3 (g)可知达平衡时各种物质的物质的量为n(N 2 )=amol；n(H 2 )="amol" n(NH 3 )=2amol．若在此时再向该容器中投入a mol H 2 、amol N 2 和2amol NH 3 。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 H 2 、amol N 2 和2amol NH 3 ，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2NH 3 NH 4 + + NH 2 － 。若将少量金属钠投入液氨中，发生反应2Na+ 2NH 4 + =2NaNH 2 +H 2 ↑．由于消耗了NH 4 + ，破坏了电离平衡，促使NH 3 向电离的方向移动。最终达到平衡。由于NH 3 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（NH 3 ）＞c（NH 2 - ）＞c（Na + ）＞c（NH 4 + ）。 （4）在氨水中存在电离平衡：NH 3 ·H 2 O NH 4 + +OH - 。用水稀释0．1mol/L稀氨水时。若平衡不移动，c(NH 3 ?H 2 O)、c(NH 4 + )、c(OH - )都减小。但加水稀释时平衡向电离的方向移动，c(NH 3 ?H 2 O)进一步减小，c(NH 4 + )、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H 2 O H + +OH - 。c(H + )·c(OH - )=Kw，c(OH - )减小，所以c(H + )增大。所以c(NH 4 + )/c(NH 3 ?H 2 O)增大；A错误。(NH 3 ?H 2 O)/c(OH - )减小；B正确。C．c(H + )/c(NH 4 + )增大。错误。D．c(OH - )/c(H + )减小，正确。故选项为B、D。