Question

合成氨工業(yè)對(duì)化學(xué)工業(yè)和國防工業(yè)具有重要意義．
（1）常溫下氨氣極易溶于水，其水溶液可以導(dǎo)電．
①用方程式表示氨氣溶于水的過程中存在的可逆過程

NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-

②氨水中水電離出的c（OH^-）

＜

10^-7mol/L（填寫“＞”、“＜”或“=”）
③將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到依次為

c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

．
（2）氨氣具有還原性，在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應(yīng)生成A和B．A為銨鹽，B在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣態(tài)．在此反應(yīng)中，若每反應(yīng)1體積氨氣，同時(shí)反應(yīng)0.75體積氟氣；若每反應(yīng)8.96L氨氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），同時(shí)生成0.3molA．
①寫出氨氣和氟氣反應(yīng)的化學(xué)方程式

4NH₃+3F₂

Cu  .

NF₃+3NH₄F（催化劑要注明是銅）

；
②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每生成1mol B，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為

6

mol．
（3）Ⅰ在某壓強(qiáng)恒定的密閉容器中加入2mol N₂和4mol H₂，發(fā)生如下反應(yīng)：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol達(dá)到平衡時(shí)，體積為反應(yīng)前的三分之二．求：
①達(dá)到平衡時(shí)，N₂的轉(zhuǎn)化率為

50%

．
②若向該容器中加入a mol N₂、b mol H₂、c mol NH₃，且a、b、c均＞0，在相同條件下達(dá)到平衡時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量與上述平衡相同．試比較反應(yīng)放出的能量：①

＞

②（填“＞”、“＜”或“=”）
Ⅱ若將2mol N₂和4mol H₂放入起始體積相同的恒容容器中，在與Ⅰ相同的溫度下達(dá)到平衡．
③試比較平衡時(shí)NH₃的濃度：Ⅰ

＞

Ⅱ（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

分析：（1）①氨氣和水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子和氫氧根離子；
②酸或堿抑制水電離；  
③相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸恰好反應(yīng)生成氯化銨，氯化銨易水解而使其溶液呈酸性，結(jié)合電荷守恒確定離子濃度大小；
（2）在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應(yīng)生成A和B．A為銨鹽，為氟化銨，B在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣態(tài)，在此反應(yīng)中，若每反應(yīng)1體積氨氣，同時(shí)反應(yīng)0.75體積氟氣，氨氣和氟氣的計(jì)量數(shù)之比是1：0.75=4：3，若每反應(yīng)8.96L氨氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），同時(shí)生成0.3molA，則氨氣和氟化銨的計(jì)量數(shù)之比=

8.96L

22.4L/mol

：0.3mol=4：3，根據(jù)原子守恒知，生成的另一種物質(zhì)是NF₃；
（3）①在恒壓的密閉容器中，混合氣體的物質(zhì)的量之比等于其體積之比，利用差量法計(jì)算參加反應(yīng)的氮?dú)猓�再結(jié)合轉(zhuǎn)化率進(jìn)行計(jì)算；
②相同條件下達(dá)到平衡時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量與①中平衡相同，說明兩平衡為完全等效平衡，①中轉(zhuǎn)化率比②中的高，參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量較②多；
③恒容條件下的轉(zhuǎn)化率較小，氨氣的濃度較小．

解答：解：（1）①氨氣和水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子和氫氧根離子，反應(yīng)方程式為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，故答案為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
②氨水溶液呈堿性，抑制水電離，所以c（OH^-）＜10^-7mol/L，故答案為：＜；  
③相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸恰好反應(yīng)生成氯化銨，氯化銨易水解而使其溶液呈酸性，所以c（H⁺）＞c（OH^-），結(jié)合溶液中電荷守恒得c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），所以溶液中離子濃度大小順序是：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應(yīng)生成A和B．A為銨鹽，為氟化銨，B在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為氣態(tài)，在此反應(yīng)中，若每反應(yīng)1體積氨氣，同時(shí)反應(yīng)0.75體積氟氣，氨氣和氟氣的計(jì)量數(shù)之比是1：0.75=4：3，若每反應(yīng)8.96L氨氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況），同時(shí)生成0.3molA，則氨氣和氟化銨的計(jì)量數(shù)之比=

8.96L

22.4L/mol

：0.3mol=4：3，根據(jù)原子守恒知，生成的另一種物質(zhì)是NF₃；
①銅作催化劑條件下，氨氣和氟氣反應(yīng)生成氟化銨和三氟化氮，反應(yīng)方程式為：4NH₃+3F₂ 

Cu  .

NF₃+3NH₄F（催化劑要注明是銅），
故答案為：4NH₃+3F₂ 

Cu  .

NF₃+3NH₄F（催化劑要注明是銅）；
②在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每生成1mol B，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=1mol（3+3）=6mol，故答案為：6；
（3）①在恒壓的密閉容器中，混合氣體的物質(zhì)的量之比等于其體積之比，反應(yīng)后氣體減少的物質(zhì)的量=

1

3

(2+4)mol=2mol，根據(jù)方程式知，參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量=混合氣體減少的物質(zhì)的量的一半=1mol，所以氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率=

1mol

2mol

×100%=50%，故答案為：50%；
②相同條件下達(dá)到平衡時(shí)，混合物中各組分的物質(zhì)的量與①中平衡相同，說明兩平衡為完全等效平衡，平衡時(shí)氨氣的物質(zhì)的量相同，由于②中起始含有cmol NH₃，故②中反應(yīng)生成的氨氣比①少，①中參加反應(yīng)的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量較②多，所以放出的熱量①＞（2），故答案為：＞；
③恒容條件下反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量逐漸減小，則壓強(qiáng)逐漸減小，抑制平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以恒容條件下的轉(zhuǎn)化率較小，氨氣的濃度較小，故答案為：＞．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較綜合，涉及平衡移動(dòng)原理、離子濃度大小的比較等知識(shí)點(diǎn)，這些都是學(xué)習(xí)難點(diǎn)，注意分析恒容和恒壓條件下物質(zhì)轉(zhuǎn)化率的不同點(diǎn)，為易錯(cuò)點(diǎn)．