Question

5．（1）25℃時，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
①在該溫度時，取l mol N₂和3 mol H₂放在密閉容器中，在催化劑存在下進行反應(yīng)，測得反應(yīng)放出的熱量總是小于92.4kJ．（填“小于”，“大于”或“等于”）
②一定條件下，上述可逆反應(yīng)在體積固定的密閉容器中進行，下列敘述能說明反應(yīng)已達到平衡的是A．
A．NH₃生成的速率與NH₃分解的速率相等
B．混合氣體的反應(yīng)速率$\frac{2}{3}$v_正（NH₃）=v_逆（H₂）
C．容器內(nèi)的密度不再變化
D．單位時間內(nèi)消耗a mol N₂，同時生成2a mol NH₃
（2）25℃時，將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的NH₃溶于水得0.1mol/L氨水20.0mL，測得PH=11，則該條件下，NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)為10^-5．向此溶液中加入少量的氯化銨固體，此時$\frac{c（N{H}_{4}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$值將增大（填“增大”，“減小”或“不變”）．
（3）常溫下，向0.001mol/LAlCl₃溶液中通入NH₃直至過量，當(dāng)PH=4時，開始生成沉淀（已知：Ksp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33）

Answer 1

分析 （1）①熱化學(xué)方程式N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-92.4kJ•mol^-1的含義是：當(dāng)1mol氮氣和3mol氫氣完全反應(yīng)生成2mol氨氣時，反應(yīng)放熱92.4KJ；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征解答，當(dāng)反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時，說明可逆反應(yīng)到達平衡狀態(tài)；
（2）根據(jù)氨水電離生成等量的銨根離子和氫氧根離子，求出平衡時各離子的濃度，在利用電離平衡常數(shù)的表達式計算出NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)；
（3）根據(jù)K_sp[Al（OH）₃]=1.0×10^-33求出氫氧根離子濃度．

解答 解：（1）①熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol表示1mol氮氣（g）與3mol氫氣（g）生成2mol氨氣（g）反應(yīng)的熱量為92.4kJ，由于該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，加入1molN₂和3molH₂不可能完全反應(yīng)，所以放出的熱量總是小于92.4kJ，故答案為：小于；      
②A、NH₃生成的速率與NH₃分解的速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故A正確；
B、混合氣體的反應(yīng)速率$\frac{2}{3}$v_正（NH₃）=v_逆（H₂），不能說明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C、氣體的總質(zhì)量不變，體積不變，所以混合氣體的密度不發(fā)生改變，該狀態(tài)不一定達平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、單位時間內(nèi)消耗a mol N₂，同時生成2a mol NH₃，不能說明正逆反應(yīng)速率相等，不一定達平衡狀態(tài)，故D錯誤；
故選A；
（2）氨水溶液PH=11，則c（H⁺）═10^-11 mol•L^-1，c（0H^-）═10^-3mol•L^-1，
                NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-
起始（mol•L^-1）   0.1     0   0
反應(yīng)（mol•L^-1）^-）10^-3   10^-3  10^-3
平衡（mol•L^-1） 0.1    10^-3 10^-3
NH₃•H₂O的電離平衡常數(shù)為：$\frac{1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.1}$=1.0×10^-5；
向此溶液中加入少量的氯化銨固體，溶液中銨離子濃度增大，氨水的電離程度減小，所以氫氧根離子濃度減小，此時銨根離子和氫氧根離子濃度的比值將增大，
故答案為：10^-5； 增大；
（3）0.001mol/LAlCl₃溶液中鋁離子濃度為0.001mol/L，帶人K_sp[Al（OH）₃]=c（Al³⁺）×[c（OH^-）]³可得：c（OH^-）=1.0×10^-10mol/L，常溫下，氫離子濃度為：1.0×10^-4mol/L，溶液pH=4，
故答案為：4．

點評 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)判斷、可逆反應(yīng)特點、化學(xué)平衡常數(shù)的計算等知識，本題難度中等，試題涉及的知識點較多，注意掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法、化學(xué)反應(yīng)的可能性，電離平衡常數(shù)的計算方法．