Question

【題目】Ⅰ合成氨在工業上有重要用途，原料氫氣來源于天然氣。完成下列填空：

(1)天然氣中的H2S雜質常用氨水吸收，產物為NH4HS，若恰好完全反應，則該溶液中存在____個平衡。

(2)一定條件下向NH4HS溶液中通入富氧空氣(含氧體積分數50%)，得到單質硫并使吸收液再生，寫出該反應的化學方程式：___________________。當消耗標況下22.4升富氧空氣時，有________mol電子轉移。

(3)H2來自于天然氣：CH4(g)+ H2O(g)3H2(g)+CO(g)。如果該反應在恒容密閉容器中進行，能說明其達到化學平衡狀態的是________。(選填編號)

a．υ正(H2)∶υ逆(CO)=3∶1 b．氣體密度不再改變

c．c(H2)∶c(CO) =3∶1 d．氣體的平均相對分子質量保持不變

Ⅱ氨水是實驗室常用的弱堿。

(4)在25℃時，將a mol/L氨水與0.01 mol/L鹽酸等體積混合，平衡時，溶液中c(NH4+)＝c(Cl－)，則溶液顯_____(填“酸”、“堿”或“中”)性；amol/LNH4Cl與a mol/L氨水等體積混合(pH＞7)，混合溶液中微粒的物質的量濃度由大到小順序：___________。

(5)25℃時CH3COOH和NH3·H2O的電離常數相等，現向10 mL濃度為0.1mol/L的CH3COOH溶液中滴加相同濃度的氨水，在滴加過程中___________。　(選填編號)

a．水的電離程度始終增大

b．正好生成CH3COONH4時，與純水中H2O的電離程度相同

c．常溫下等濃度的NH4Cl和CH3COONa兩溶液的pH之和為14

d．當加入氨水的體積為10 mL時，c(NH4+)＝c(CH3COO－)

(6)往CaCl2溶液中通入CO2至飽和，無明顯現象，再通一定量氨氣后有白色沉淀，請用電離平衡理論解釋上述現象：__________________________。

Answer 1

【答案】4 2NH4HS+O2→2 NH3·H2O+2S↓ 2 ad 中 c(NH4＋)＞c(Cl－)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(H＋) cd 飽和碳酸溶液中電離出的碳酸根離子很少，所以沒有沉淀，加入氨水后促進碳酸電離，碳酸根離子濃度增大，產生沉淀

【解析】

Ⅰ(1)H2S電離產生氫離子和硫氫根離子、硫氫根離子電離產生氫離子和硫離子、氨水電離產生銨根離子和氫氧根離子、水電離產生氫離子的氫氧根離子；

(2)NH4HS溶液中通入富氧空氣（含氧體積分數50%），得到單質硫，所以反應方程式為：2NH4HS+O2═2NH3H2O+2S↓；當消耗標況下22.4升富氧空氣時氧氣的體積為11.2L，所以氧氣的物質的量為0.5mol；

(3)根據化學平衡狀態的特征解答，當反應達到平衡狀態時，正逆反應速率相等，各物質的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發生變化，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態；

Ⅱ(4)在25℃下，平衡時溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol/L，根據物料守恒得n（NH3．H2O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據電荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性；amol/LNH4Cl與amol/L氨水等體積混合（pH>7），說明氨水的電離為主，溶液呈堿性，所以判斷離子濃度大小關系；

(5)a．開始時，溶液的酸性逐漸減弱，水的電離程度逐漸增大，當氨水過量后，溶液中氫氧根離子濃度逐漸增大，水的電離程度逐漸減小；

b．正好生成CH3COONH4時，醋酸根和銨根離子水解對水的電離起促進作用，所以與純水中H2O的電離程度不相同；

c．常溫下等濃度的NH4Cl和CH3COONa兩溶液的，水解程度相同，而氯化銨水解呈酸性，醋酸鈉水解呈堿性，所以pH之和為14；

d．CH3COOH和NH3H2O的電離常數相等，氨水與醋酸的濃度、體積相等時，溶液顯示中性，根據電荷守恒可知c(NH4+)=c(CH3COO-)；

(6)通入一定量的NH3后使溶液呈堿性，能夠生成NH4Cl，飽和H2CO3溶液中電離產生的CO32-很少，因此沒有沉淀．加入氨水后，促進H2CO3的電離，CO32-離子濃度增大，有沉淀產生。

(1)H2S電離產生氫離子和硫氫根離子、硫氫根離子電離產生氫離子和硫離子、氨水電離產生銨根離子和氫氧根離子、水電離產生氫離子的氫氧根離子，所以存在4個平衡； (2)NH4HS溶液中通入富氧空氣(含氧體積分數50%)，得到單質硫，所以反應方程式為：2NH4HS+O2═2NH3H2O+2S↓，當消耗標況下22.4升富氧空氣時氧氣的體積為11.2L，所以氧氣的物質的量為0.5mol，所以轉移電子數為：0.5mol×4=2mol；

(3)a．υ正(H2):υ逆(CO)=3:1，正反應和逆反應速率相等，達平衡狀態，故a正確；

b．由于是恒容，密度等于質量除以體積，故氣體密度一直不變，故b錯誤；

c．c(H2):c(CO)=3:1，而不是不變，故c錯誤；

d．氣體的平均相對分子質量保持不變，說明氣體的物質的量不變，達平衡狀態，故d正確；

答案選：ad；

Ⅱ(4)在25℃下，平衡時溶液中c(NH4+)=c(Cl)=0.005mol/L，根據物料守恒得c(NH3·H2O)=(0.5a0.005)mol/L，根據電荷守恒得c(H+)=c(OH)=107mol/L，溶液呈中性，amol/LNH4Cl與amol/L氨水等體積混合(pH＞7)，說明氨水的電離為主，溶液呈堿性，所以離子濃度大小為：c(NH4+)＞c(Cl)＞c(NH3H2O)＞c(OH)＞c(H+)；

(5)a．酸溶液、堿溶液抑制了水的電離，溶液顯示中性前，隨著氨水的加入，溶液中氫離子濃度逐漸減小，水的電離程度逐漸增大；當氨水過量后，隨著溶液中氫氧根離子濃度逐漸增大，水的電離程度逐漸減小，所以滴加過程中，水的電離程度先增大后減小，故a錯誤；

b．正好生成CH3COONH4時,醋酸根和銨根離子水解對水的電離起促進作用,所以與純水中H2O的電離程度不相同，故b錯誤；

c．常溫下等濃度的NH4Cl和CH3COONa兩溶液的，水解程度相同，而氯化銨水解呈酸性，醋酸鈉水解呈堿性，所以pH之和為14，故c正確；

d．當加入氨水的體積為10mL時，醋酸和一水合氨的物質的量相等，由于二者的電離常數相等，所以溶液顯示中性，c(H+)=c(OH)，根據電荷守恒可知：c(NH4+)=c(CH3COO)，故d正確；

答案選cd；

(3)通入一定量的NH3后使溶液呈堿性，能夠生成NH4Cl，飽和H2CO3溶液中電離產生的CO32很少，因此沒有沉淀。加入氨水后，促進H2CO3的電離，CO32離子濃度增大，有沉淀產生。