Question

【題目】運用化學反應原理研究合成氨反應有重要意義，請完成下列探究：

(1)生產氫氣：將水蒸氣通過紅熱的炭即產生水煤氣。C（s）+H2O（g）H2（g） + CO（g） △H=+131.3kJ/mol，△S=+133.7J/(mol·K)，該反應在低溫下_______（填“能”或“不能”）自發進行。

(2)已知在 400℃時，N2（g） + 3H2（g） 2NH3（g）的 K=0．5

①在400℃時，2NH3（g） N2（g） + 3H2（g）的 K'=_________（填數值）。

②400℃時，在 0.5L 的反應容器中進行合成氨反應，一段時間后，測得 N2、H2、NH3 的物質的量分別為 2mol、1mol、2mol，則此時反應 v（N2）正_____________ v（N2）逆（填 “＞”、“＜”、“=”或“不能確定”）。

③已 知 H—H 鍵 鍵 能 為 436kJ/mol ， N—H 鍵 鍵 能 為 391kJ/mol ， N N 鍵 鍵 能 為945.6kJ/mol，則反應N2（g）+ 3H2（g）2NH3（g）的△H= ____________。若在恒溫、恒壓條件下，向平衡體系中通入氬氣，則平衡_____________（填“向左”、 “向右”或“不”）移動；使用催化劑_____________（填“增大”、“減小”或“不改變”）反 應的△H。

(3)在 25℃下，將 a mol/L 的氨水和 0.01mol/L 的鹽酸等體積混合，反應平衡時溶液中的 c（NH4+）=c（Cl-），則溶液顯__________（填“酸”、“堿”或“中”）性；用含 a 的代數式表示 NH3H2O 電離常數 Kb= ______________________________________。

Answer 1

【答案】不能 2 = 向左 不改變 中

【解析】

(1)，在低溫時該值大于0，所以不能在低溫下自發進行，答案為：不能；

(2)N2（g） + 3H2（g）2NH3（g）與2NH3（g）N2（g） + 3H2（g）互為可逆反應，平衡常數互為倒數，K'=2；一段時間后，測得N2、H2、NH3 的物質的量濃度分別為4 mol/L，2mol/L，4mol/L，，所以該狀態是平衡狀態，正逆反應速率相等；根據鍵能大小直接計算反應焓變；在恒溫、恒壓條件下，向平衡體系中通入氬氣，體積增大，相當于壓強減小，平衡向氣體分子數增大的方向移動，向左移動；催化劑不改變反應的焓變；答案為：2；=；；向左；不改變；

(3)根據電荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，已知c(NH4+)=c(Cl-)，所以c(H+)=c(OH-)，顯中性；此溶液中，c(NH4+)=c(Cl-)=0.005 mol/L，c(H+)=c(OH-)=；；NH3H2O電離常數；答案為：中；。