Question

（18分）運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、氯等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義。
（1）科學(xué)家研究在一定條件下通過下列反應(yīng)制備NH₃:

①在其他條件相同時(shí)，反應(yīng)中NH₃的體積分?jǐn)?shù)(a)在不同溫度下隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如圖。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=______，該反應(yīng)中的（填“>”“<”或“=”）。

②某溫度下，在2L容積不變的密閉容器中加入1molN₂和6molH₂O（1）發(fā)生反應(yīng)，N₂轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間(t)變化如圖。15-20min內(nèi)，v(NH₃)=____。若其他條件不變，在圖中畫出使用催化劑后N₂的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線示意圖。
（2） 25℃時(shí)，某同學(xué)將0.lmol鹽酸與0.2 mol氨水等體積混合，所得混合溶液pH______7（填“>”“<”或“=”，下同），混合溶液中（25℃時(shí)，NH₃.H₂O的電離常數(shù)）
（3） 25℃時(shí)，向O.lmol的MgCl₂溶液中逐滴加入適量0.lmol氨水，有白色沉淀生成，向反應(yīng)后的濁液中，繼續(xù)加入O.lmol的FeCl₃溶液，觀察到的現(xiàn)象是______ ；上述過程中發(fā)生的所有反應(yīng)的離子方程式為______。(25℃時(shí)，，）

Answer 1

（18分）
（1）①（2分）  ＞（2分）
②0.0018mol·L^-1·min^-1（2分）
（2）＞（2分） ＞（2分）
（3）白色沉淀逐漸變成紅褐色（2分）
Mg²⁺＋2NH₃·H₂O＝Mg(OH)₂↓＋2NH₄⁺（2分）
2Fe³⁺（aq）＋3Mg(OH)₂（s）＝2Fe(OH)₃（s）＋3Mg²⁺（aq）（2分）

試題分析：（1）①根據(jù)平衡常數(shù)的含義，可得該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=；根據(jù)圖像可知，溫度升高，生成物NH₃的體積分?jǐn)?shù)逐漸增大，說明平衡向右移動(dòng)，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，?H > 0。
②根據(jù)圖像，15min時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率為1.3%，20min時(shí)N₂的轉(zhuǎn)化率為2%，則v(NH₃)=2v(N₂)=2×1mol×(2.2%-1.3%)÷2L÷5min=0.0018mol·L^-1·min^-1；使用了催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng)，可畫出曲線。
（2）0.l mol?L?¹鹽酸與0.2 mol?L?¹氨水等體積混合，所得混合溶液含有等量的NH₄Cl和NH₃?H₂O，溶液呈堿性，則pH > 7；NH₃?H₂O的電離程度大于NH₄Cl的水解程度，所以c(NH₄⁺)>c(NH₃?H₂O)。
（3）根據(jù)Mg(OH)₂和Fe(OH)₃的Ksp可知生成Fe(OH)₃沉淀時(shí)OH?的濃度更小，所以Mg(OH)₂沉淀會(huì)轉(zhuǎn)化為Fe(OH)₃沉淀；先后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Mg²⁺＋2NH₃·H₂O＝Mg(OH)₂↓＋2NH₄⁺；2Fe³⁺（aq）＋3Mg(OH)₂（s）＝2Fe(OH)₃（s）＋3Mg²⁺（aq）。