Question

液氨常用作制冷劑，回答下列問題
（1）一定條件下在密閉容器中發生反應：
a．NH₄I(s)NH₃(g) + HI(g)       b．2HI(g)  H₂(g) + I₂(g)
①寫出反應a的平衡常數表達式                  
②達到平衡后，擴大容器體積，反應b的移動方向      （填“正向”、“逆向”或“不移動”），達到新的平衡時容器內顏色將怎樣變化      （填“加深”、“變淺”或“不變”）
（2）工業上合成氨的反應：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH＝－92.60 kJ·mol^－1
下列說法能說明上述反應向正反應方向進行的是________(填序號)。
a．單位時間內生成2n mol NH₃的同時生成3n mol H₂
b．單位時間內生成6n mol N—H鍵的同時生成2n mol H—H鍵
c．用N₂、H₂、NH₃的物質的量濃度變化表示的反應速率之比為1∶3∶2
d．混合氣體的平均摩爾質量增大
e．容器內的氣體密度不變
（3）已知合成氨反應在某溫度下2 L的密閉容器中進行，測得如下數據：

時間(h) 物質的量(mol)	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0	0.20		1.00	1.00

 
根據表中數據計算：
①反應進行到2 h時放出的熱量為________ kJ。
②0～1 h內N₂的平均反應速率為________ mol·L^－1·h^－1。
③此溫度下該反應的化學平衡常數K＝________(保留兩位小數)。
④反應達到平衡后，若往平衡體系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，化學平衡將向________方向移動(填“正反應”或“逆反應”)。
（4）肼（N₂H₄）的性質類似于NH₃，極易溶于水，與水反應生成一種二元弱堿在溶液中分步電離，請用離子反應方程式表示其水溶液顯堿性的原因                        

Answer 1

（1）① k＝[NH₃] [HI]     ② 正向  變淺（2） bd　
（3）①27.78  ②0.05 �、�0.15    ④正反應
（4）N₂H₄·2H₂O[N₂H₅·H₂O]⁺ + OH^－ 

解析試題分析：（1）①根據題給反應a結合平衡常數表達式的書寫原則寫出，反應a的平衡常數表達式為k＝[NH₃] [HI]；②反應a是反應前后氣體體積增大的反應，反應b是反應前后氣體體積不變，所以增大容器體積相當于壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動，所以平衡向正反應方向移動，因為容器體積增大，平衡時I₂(g)的濃度減小，氣體顏色變淺；（2）a．單位時間內生成2nmolNH₃的同時消耗3nmolH₂，同時生成3n molH₂，該反應達到平衡狀態，錯誤；b．當單位時間內生成6nmolN-H鍵同時消耗3nmolH-H鍵反應處于平衡狀態，現同時生成2n molH-H鍵，則平衡向在反應方向移動，正確；c．反應處于任何狀態，用N₂、H₂、NH₃的物質的量濃度變化表示的反應速率之比均等于化學計量數之比，為1：3：2，不能確定該反應向正反應方向移動，錯誤；d．混合氣體的平均摩爾質量增大，則平衡向氣體體積減小的正反應方向移動，正確；e．混合氣體質量不變，容器體積不變，所以容器內的氣體密度始終不變，錯誤；選：bd；（3）①根據題給數據分析，反應進行到2 h時生成氨氣0.6mol，結合題給熱化學方程式計算放出的熱量為27.78 kJ；②根據題給數據分析，0～1 h內N₂的物質的量變化為0.1mol，根據公式v=Δn/VΔt計算，平均反應速率為0.05 mol·L^－1·h^－1；③根據題給數據分析，反應達到平衡后c（NH₃）=0.5mol/L，c（N₂）=0.5mol/L，c（H₂）=1.5mol/L，化學平衡常數K=[NH₃]²/[N₂][H₂]³=0.15；④反應達到平衡后，再加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，c（NH₃）=1mol/L，c（N₂）=1mol/L，c（H₂）=2mol/L，濃度商Q=0.125＜K，則平衡向正反應方向移動；（4）肼（N₂H₄）的性質類似于NH₃，極易溶于水，與水反應生成一種二元弱堿N₂H₄?2H₂O，電離方程式為：N₂H₄?2H₂O[N₂H₅?H₂O]⁺+OH^-。
考點：考查化學平衡及弱電解質的電離平衡。