Question

目前工业合成氨的原理是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-93.0kJ/mol；另据报道，一定条件下：2N2（g）+

目前工业合成氨的原理是：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-93.0kJ/mol；另据报道，一定条件下：2N2（g）+6H2O（l）?4NH3（g）+3O2（g）△H=+1530.0kJ/mol．（1）氢气的燃烧热△H=______kJ/mol．（2）在恒温恒压装置中进行工业合成氨反应，下列说法正确的是______．A．气体体积不再变化，则已平衡B．气体密度不再变化，尚未平衡C．平衡后，往装置中通入一定量Ar，压强不变，平衡不移动D．平衡后，压缩装置，生成更多NH3（3）在恒温恒容装置中进行合成氨反应．①表示N2浓度变化的曲线是______．②前25min 内，用H2浓度变化表示的化学反应速率是______．③在25min末刚好平衡，则平衡常数K=______．（4）在第25min 末，保持其它条件不变，升高温度，在第35min末再次平衡．平衡移动过程中H2浓度变化了1.5mol?L-1，在图中画出第25min～40min NH3浓度变化曲线______．（5）已知常温下，NH4+的水解常数为1.0×10-9，则0.1mol/L NH4Cl溶液pH=______． （忽略NH4+水解对NH4+浓度的影响）

Answer 1

（1）燃烧热为1mol物质完全燃烧得到稳定氧化物所释放的热量，第一个反应×

1

3

-第二个反应×

1

6

，即可得到氢气的燃烧热方程式：H₂（g）+

1

2

O₂（g）=

1

2

H₂O（l），△H=--286.0kJ/mol，故答案为：-286.0；
（2）A．合成氨反应前后气体体积不同，当体积不变时，得到化学平衡状态，故A正确；
B．ρ＝

m

V

，气体质量不变，由于反应前后气体体积不同，恒压容器气体体积可变，化学平衡移动时，密度随之变化，当密度不变时，达到化学平衡状态，故B错误；
C．充入Ar，容器压强不变，则：N₂、H₂、和NH₃浓度降低，反应物浓度降低大，化学平衡向逆反应方向移动，故C错误；
D．平衡时，压缩体积，压强增大，化学平衡向正反应方向移动，NH₃浓度增大，故D正确；
故选：AD；
（3）①根据合成氨化学方程式判断，N₂为反应物，且浓度变化比H₂浓度变化较小，可知曲线C为N₂浓度的变化曲线，故答案为：C；
②前25min 内，H₂浓度由6.0 mol/L变为3.0 mol/L，v=

△c

△t

=

(6.0?3.0)mol/L

25min

=0.12 mol/（L?min） 故答案为：0.12 mol/（L?min）；
③25min末时，N₂浓度为1.0mol/L，H₂浓度为3.0mol/L，NH₃浓度为2.0mol/L，化学平衡常数为K=

[NH3]2

[N2]?[H2]3

=

2．02

1.0×3．03

=0.15，故答案为：0.15；
（4）合成氨为放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，即NH₃浓度由2.0mol?L^-1变为了1.5mol?L^-1，且温度刚升高时，浓度变化较快，故答案为：；
（5）水解方程式为：N

H

+ 4

+H2O?NH3?H2O+H+，写出水解平衡常数表达式为：

[NH3?H2O]?[H+]

[N H + 4 ]

，氢离子浓度与一水合氨浓度相同，即

[H+]2

[N H + 4 ]

=1.0×10^-9，[NH₄⁺]=0.1mol/，计算得[H⁺]=1.0×10^-5，pH=5，故答案为：5．