Question

氨是氮循環(huán)過程中的重要物質(zhì)，氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法．
（1）寫出實驗室用消石灰與氯化銨反應(yīng)制備氨氣的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

，氨氣極易溶于水的原因是

 

（任寫2點）．
（2）根據(jù)圖1提供的信息，寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）在恒容密閉容器中，下列描述中能說明合成氨反應(yīng)已達平衡的是

 

A．3v（H₂）_正═2v（NH₃）_逆
B．單位時間內(nèi)生成n mol N₂的同時生成2n mol NH₃
C．混合氣體的密度不再改變
D．容器內(nèi)壓強不隨時間變化
（4）為了探究合成氨反應(yīng)適宜的溫度和壓強，某同學(xué)設(shè)計了三組對比實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面表中，請在表中①②填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)由表格中數(shù)據(jù)

實驗編號	T（℃）	n（N2）/n（H2）	P（MPa）
I	450	1/3	1
Ⅱ	①	1/3	10
Ⅲ	480	②	10

可知：實驗i中反應(yīng)的平衡常數(shù)

 

實驗ii中反應(yīng)的平衡常數(shù)（填“大于”、“＜”或“等于”）．
（5）科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷（能傳遞H+），實現(xiàn)了常壓下高轉(zhuǎn)化率的電解合成氨．其實驗裝置如圖2，陰極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：氨的制取和性質(zhì),化學(xué)方程式的書寫,原電池和電解池的工作原理,合成氨條件的選擇,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）實驗室用氫氧化鈣和氯化銨在加熱條件下制備氨氣；根據(jù)相似相溶原理以及氨氣與水形成分子間氫鍵來解答；
（2）圖象分析可知反應(yīng)物能量高于生成物能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，斷裂化學(xué)鍵吸收能量減去形成化學(xué)鍵放出的能量為反應(yīng)焓變，依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫方法寫出；
（3）化學(xué)反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進行判斷；
（4）探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響時，每次只能改變一個條件，即遵循“多定一變”的原則；該反應(yīng)正方向為放熱反應(yīng)，根據(jù)溫度對平衡的影響分析；
（5）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氮氣在陰極上放電，與氫離子結(jié)合生成氨氣．

解答： 解：（1）實驗室用氫氧化鈣和氯化銨在加熱條件下制備氨氣，反應(yīng)方程式為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；氨氣是極性分子，水為極性分子，極性分子易溶于極性分子，氨氣極易溶于水，氨氣與水形成分子間氫鍵，所以氨氣極易溶于水；
故答案為：2NH₄Cl+Ca（OH）₂

△   .

CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑；氨氣是極性分子，水為極性分子，極性分子易溶于極性分子；氨氣與水形成分子間氫鍵；
（2）圖象分析反應(yīng)物能量高于生成物能量，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，斷裂化學(xué)鍵吸收能量減去形成化學(xué)鍵放出的能量為反應(yīng)焓變△H=508kJ/mol-600kJ/mol=-92kJ/mol；
反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92kJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92kJ/mol；
（3）A．3v（H₂）_正═2v（NH₃）_逆，說明v （NH₃）_逆：v （H₂）_正═3：2，不等于對應(yīng)化學(xué)計量數(shù)之比，即正反應(yīng)速率不等于逆反應(yīng)速率，故A錯誤；
B．單位時間內(nèi)生成n mol N₂的同時生成2n mol NH₃，說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故B正確；
C．密度是氣體質(zhì)量除以體積，平衡體系質(zhì)量守恒，體積不變，混合氣體密度始終不變，容器中氣體的密度不隨時間而變化不能說明反應(yīng)達到平衡，故C錯誤；
D．反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）是反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量不相等的反應(yīng)，當(dāng)體積固定時，容器內(nèi)氣壓不隨時間變化，說明氣體的總物質(zhì)的量不再發(fā)生變化，即說明可逆反應(yīng)達到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故D正確．
故選：BD；
（4）探究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響時，每次只能改變一個條件，與Ⅰ相比，Ⅱ改變的是壓強，故溫度和濃度比與Ⅰ相同；與Ⅱ相比，Ⅲ改變的是溫度，故濃度比和壓強與Ⅱ相同；該反應(yīng)正方向為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆移，平衡常數(shù)減�。�
故答案為：①450；②1/3；大于；
（5）陰極發(fā)生還原反應(yīng)，氮氣在陰極上放電，與氫離子結(jié)合生成氨氣，電極反應(yīng)式為N₂+6e^-+6H⁺=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡、平衡常數(shù)，平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)和方法，影響平衡的因素分析，題目綜合性強，較難．