Question

【題目】合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展具有重要意義，對于密閉容器中的反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q

(1)寫出該反應(yīng)的逆反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式_____，升高溫度，該反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率_____，氫氣的轉(zhuǎn)化率____（以上均填“增大”、“減小”或“不變”）。實際生產(chǎn)中溫度一般控制在500℃，原因是__________。

(2)能表示該反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中t1時刻后已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的圖示是________。

(3)濃度0.1mol/L的氨水，pH為11。當(dāng)用蒸餾水稀釋100倍時，則NH3·H2O的電離平衡將向______方向移動（填“正”或“逆”），溶液的pH將為____9（“大于”“小于”“等于”）。設(shè)計一個簡單實驗，證明一水合氨是弱堿：____________。

Answer 1

【答案】K= 增大 減小 此溫度下催化劑的活性較高 bd 正 大于 測得室溫下0.01mol/L氨水的pH小于10，則證明一水合氨是弱堿等

【解析】

(1)根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的含義書寫該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式；利用溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響判斷；根據(jù)反應(yīng)方程式可知該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱方向移動來判斷平衡移動方向，進(jìn)而分析物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率變化；結(jié)合催化劑只有在一定溫度下具有較高的催化活性分析；

(2)反應(yīng)在恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，根據(jù)反應(yīng)混合物的狀態(tài)、反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量的變化及平衡時任何物質(zhì)的濃度不變判斷平衡狀態(tài)；

(3)加水稀釋促進(jìn)弱電解質(zhì)的電離；將pH=11的氨水稀釋100倍后，稀釋后的溶液中氫氧根離子濃度大于原來的。可通過測得一定濃度溶液的pH或測銨鹽的pH大�。ɑ蜾@鹽溶液的酸堿性）分析。

(1)由于化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時各種生成物濃度冪之積與各種反應(yīng)物濃度冪之積的比，所以合成氨氣的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=；

升高溫度，物質(zhì)分子具有的能量增加，分子之間發(fā)生的有效碰撞次數(shù)增加，所以該反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率增大；

根據(jù)反應(yīng)方程式可知：該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動從而導(dǎo)致H2的轉(zhuǎn)化率減�。�

合成氨氣的反應(yīng)是在500℃和Fe催化劑條件下進(jìn)行，之所以選擇溫度為500℃，是因為在該溫度下催化劑Fe的活性最大；

(2)a.由于反應(yīng)混合物都是氣體，因此在任何情況下氣體的質(zhì)量都不能變化，因此不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，a錯誤；

b.該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，若反應(yīng)未達(dá)到平衡，則氣體的物質(zhì)的量就會減少，因此若氣體的物質(zhì)的量不變，則反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，b正確；

c.由于氣體的質(zhì)量不變，容器的容積不變，因此任何情況下氣體的密度都不能發(fā)生變化，故不能根據(jù)密度不變判斷平衡狀態(tài)，c錯誤；

d.該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量改變的反應(yīng)，由于反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，若達(dá)到平衡，氣體的物質(zhì)的量不變，容器內(nèi)氣體的壓強不變，可據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，d正確；

故合理選項是bd；

(3)加水稀釋促進(jìn)弱電解質(zhì)的電離，若用蒸餾水將pH為11的氨水稀釋100倍，則NH3H2O的電離平衡向促進(jìn)電離的方向移動，即向正向移動，若不移動，c(OH-)是原來的，pH=9,平衡正向移動，使c(OH-)大于原來的，則稀釋后的溶液的pH>9；證明一水合氨是弱堿的實驗事實可以是測得室溫下0.01mol/L氨水的pH小于10，證明一水合氨是弱堿等。