Question

【題目】工業(yè)上可由氫氣、氮氣合成氨氣，溶于水形成氨水。一定溫度下，向2L固定體積的密閉容器中加入N2(g)和H2(g)，發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q（Q>0），NH3物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。

（1）0~2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2)=___。

（2）該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=___。

其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表：

試判斷K1___K2（填寫“>”、“=”或“<”）。

（3）能說明該合成氨反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是___（選填編號）。

a.3v(N2)=v(H2)

b.容器內(nèi)壓強保持不變

c.混合氣體的密度保持不變

d.25℃時，測得容器中c(NH3)=0.2mol·L-1，c(H2)=c(N2)=0.01mol·L-1

常溫下，某同學(xué)將鹽酸與氨水等體積混合，兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如表。

請回答：

（4）①中所得混合溶液，pH___7（填“>”、“<”或“＝”）；②中c__0.2（填“>”、“<”或“＝”），所得混合溶液中各離子濃度大小關(guān)系為___。

（5）請你設(shè)計一個能證明一水合氨是弱電解質(zhì)的簡要方案___。

Answer 1

【答案】0.375mol/(L·min) > bd < > c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-) 用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液滴在pH試紙上，顯色后跟標準比色卡比較，測出pH，pH<7

【解析】

（1）由圖像可知，生成氨氣的物質(zhì)的量為1mol，則消耗氫氣的物質(zhì)的量為1.5mol，反應(yīng)速率，故答案為：0.375mol/(L·min)；

（2）結(jié)合方程式，反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，則K1>K2，故答案為：；>；

（3）a.根據(jù)方程式系數(shù)與反應(yīng)速率的關(guān)系，任何狀態(tài)下，都有3v(N2)=v(H2)，則3v(N2)=v(H2)不能說明反應(yīng)到達平衡狀態(tài)，故a錯誤；

b.從方程式可知，該反應(yīng)是氣體的總物質(zhì)的量是可變的量，當容器內(nèi)壓強保持不變，則氣體的總物質(zhì)的量不變，說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b正確；

c.根據(jù)質(zhì)量守恒定律，氣體的總質(zhì)量始終保持不變，而該反應(yīng)在恒容條件下進行，則混合氣體的密度始終保持不變，故c錯誤；

d.25℃時，測得容器中c(NH3)=0.2mol·L-1，c(H2)=c(N2)=0.01mol·L-1，計算濃度熵，則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，故d正確；

綜上所述，故答案為：bd；

（4）①中為氨水和鹽酸等體積等濃度混合，所得混合溶液中溶質(zhì)為氯化銨，因為銨根發(fā)生水解，則溶液顯酸性，pH<7，故答案為：<；

②中兩溶液混合后pH=7，因為鹽酸為強酸，氨水為弱堿，則需要氨水稍多一些，即氨水的濃度比鹽酸的濃度大，c>0.2，因為溶液顯中性，則所得混合溶液中各離子濃度大小關(guān)系為c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)，故答案為：>；c(Cl-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)；

（5）若證明一水合氨是弱電解質(zhì)，則可以從銨根能發(fā)生水解來說明，證明方案為：用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液滴在pH試紙上，顯色后跟標準比色卡比較，測出pH，pH<7，故答案為：用玻璃棒蘸取0.1mol·L-1NH4Cl溶液滴在pH試紙上，顯色后跟標準比色卡比較，測出pH，pH<7。