Question

【題目】按要求完成下列各小題

（1）25°C時，0.1 mol·L－1NH4Cl溶液的pH____7(填“＜”、“＝”或“＞”)，其原因是_________(用離子方程式表示)；

（2）下列物質(zhì)能導(dǎo)電且屬于電解質(zhì)的是________(填序號)。

A.鐵 B.鹽酸 C.氯化鈉晶體 D.熔融氫氧化鈉

（3）可用陽離子交換膜法電解飽和食鹽水制NaOH，其工作原理如下圖所示。

①請寫出A、B兩處物質(zhì)的名稱：A_______________，B__________________。

②請寫出電解食鹽水的離子方程式__________________________________________。

（4）合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑，其研究來自正確的理論指導(dǎo)，合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下：

溫 度（℃）	360	440	520
K值	0.036	0.010	0.0038

若25℃時1摩爾氮氣完全轉(zhuǎn)化為氨氣放出92.4KJ的熱量，寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式____________。

（5）合成氨的原料氣H2還可通過反應(yīng)CO(g) + H2O(g)CO2 (g) + H2(g) 獲取。

①T ℃時，向容積固定為5 L的容器中充入1 mol水蒸氣和1 mol CO，反應(yīng)達平衡后，測得CO的濃度為0.08 mol·L-1，則平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為_______，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為_________。

②保持溫度仍為T ℃，只改變水蒸氣和CO的初始物質(zhì)的量之比，充入該容器進行反應(yīng)，下列描述能夠說明體系處于平衡狀態(tài)的是_____________（填序號）。

a．容器內(nèi)壓強不隨時間改變

b．混合氣體的密度不隨時間改變

c．單位時間內(nèi)生成a mol CO2的同時消耗a mol H2

d．混合氣中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) ＝ 1: 16 : 6 : 6

Answer 1

【答案】＜ NH4++H2ONH3·H2O+H+ D 飽和食鹽水 氫氧化鈉 2Cl- +2H2O Cl2↑+H2↑+2OH- N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4KJ/mol 60% 9/4 cd

【解析】

（1）NH4Cl屬于強酸弱堿鹽，銨根離子水解溶液顯酸性；

（2）根據(jù)電解質(zhì)、非電解質(zhì)的概念進行判斷；物質(zhì)導(dǎo)電的條件是含有自由移動的離子或自由電子，據(jù)此進行分析。

（3）陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，圖示裝置中的交換膜是陽離子交換膜，A出口主要是飽和NaCl溶液，B出口主要是氫氧化鈉溶液，裝置是電解飽和食鹽水，電解過程是氯化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣；據(jù)以上分析解答；

（4）根據(jù)圖表信息可知，合成氨反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合25℃時1摩爾氮氣完全轉(zhuǎn)化為氨氣放出92.4KJ的熱量，寫出合成氨的熱化學(xué)方程式；

（5）①根據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到；
②根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài),反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相同,各成分含量保持不變分析。

（1）NH4Cl屬于強酸弱堿鹽，銨根離子水解溶液顯酸性，pH＜7，離子方程式為：NH4++H2ONH3·H2O+H+；

綜上所述，本題答案是：＜ ，NH4++H2ONH3·H2O+H+。

（2）A.鐵是單質(zhì),不是電解質(zhì),故A錯誤；
B.鹽酸是混合物,不是電解質(zhì),故B錯誤；
C.氯化鈉在水溶液里或熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電的化合物,是電解質(zhì),但是不含有自由移動的離子或自由電子,不導(dǎo)電,故C錯誤；
D.熔融氫氧化鈉含有自由移動的離子能夠?qū)щ?是電解質(zhì),故D正確；

綜上所述，本題選D。

（3）陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，圖示裝置中的交換膜是陽離子交換膜，A出口主要是飽和NaCl溶液，B出口主要是氫氧化鈉溶液，裝置是電解飽和食鹽水，電解過程是氯化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣、氯氣，反應(yīng)的離子方程式為：2Cl- +2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-；

因此，本題正確答案是：飽和食鹽水，氫氧化鈉，2Cl- +2H2O Cl2↑+H2↑+2OH-。

（4）根據(jù)圖表中數(shù)據(jù)可知，溫度升高，K值減小，該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；若25℃時1mol氮氣完全轉(zhuǎn)化為氨氣放出92.4KJ的熱量，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4KJ/mol；

綜上所述，本題答案是：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.4KJ/mol。

（5）①根據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度，T ℃時，向容積固定為5L的容器中充入1mol水蒸氣和1molCO，反應(yīng)達平衡后，測得CO的濃度為0.08molL-1，
CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）

起始量（mol/L） 0.2 0.2 0 0

變化量（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12

平衡量（mol/L） 0.08 0.08 0.12 0.12

平衡時CO的轉(zhuǎn)化率=0.12/0.2=×100%=60%；則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=（0.12×0.12）/（0.08×0.08）=9/4；

因此，本題正確答案是：60%；9/4。
②化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)的正逆反應(yīng)速率相同，各成分含量保持不變分析選項，CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g），反應(yīng)是氣體體積不變反應(yīng)；
a．反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下壓強相同，容器內(nèi)壓強不隨時間改變，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故a不符合；
b．混合氣體質(zhì)量守恒，反應(yīng)前后氣體體積不變，反應(yīng)過程中和平衡狀態(tài)下，混合氣體的密度不隨時間改變，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b不符合；
c．單位時間內(nèi)生成amolCO2的同時消耗amolH2，說明二氧化碳或氫氣的正逆反應(yīng)速率相同，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c符合；
d．混合氣中n（CO）：n（H2O）：n（CO2）：n（H2）=1：16：6：6，根據(jù)反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相同，可以利用物質(zhì)的量代替濃度計算濃度商和平衡常數(shù)比較，Q=6×6/1×16=2.25=K，說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故d符合；
因此，本題正確答案是：cd。