Question

【題目】合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要的意義。其原理為：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H＝－92.2 kJ·mol－1 ，據此回答以下問題：

（1）①某溫度下，若把 10 mol N2 與 30 mol H2置于體積為 10 L 的密閉容器內，反應達到平衡狀態時，測得混合氣體中氨的體積分數為 20％，則該溫度下反應的K=_______ (可用分數表示)。

②對于合成氨反應而言，下列有關圖像一定正確的是______（選填序號）。

③在堿性溶液中通過電解法可以實現由 N2 制取 NH3：2N2+6H2O4NH3+3O2，陰極的電極反應式是_______________。

（2）室溫下，若將 0.1 mol·L－1 鹽酸滴入 20 mL 0.1 mol·L－1 氨水中，溶液 pH 隨加入鹽酸體積的變化曲線如下圖所示。

①NH3·H2O 的電離方程式是_______________。

②b 點所示溶液中的溶質是_______________。

③c 點所示溶液中，離子濃度從大到小的關系為_______________。

④常溫下，若將 amol/LNH3·H2O 與等體積的 bmol/L 的鹽酸混合，充分反應后溶液呈中性(不考慮氨水和鹽酸的揮發)，則該溫度下 NH3·H2O 的電離常數Ka=___________（用含 a 和 b 的代數式表示）

Answer 1

【答案】 1/12 ac N2+6e-+6H2O= 2NH3+6OH- NH3·H2ONH4+＋OH– NH4Cl；NH3·H2O c(Cl–) ＞c (NH4+)＞c (H+)＞c (OH–) 10-7b/(a-b)

【解析】（1）① N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起始濃度（mol/L） 1 3 0

轉化濃度（mol/L） x 3x 2x

平衡濃度（mol/L）1-x 3-3x 2x

平衡混合氣體中氨氣的體積分數為20%，則×100%=20%，解得x=，平衡常數K==；②a．先出現拐點的先達到平衡，則T2大，溫度高，平衡逆向移動，與圖象一致，選項a正確；b．平衡時濃度不一定相等，平衡濃度取決起始濃度和轉化率，圖象表示錯誤，選項b錯誤；c．使用催化劑加快反應速率，對平衡無影響，平衡時物質的濃度不變，與圖象一致，選項c正確；答案選ac；③陰極N2得到電子，化合價升高，發生還原反應，陽極OH-失去電子發生氧化反應，陰極反應：N2+6e-+6H2O=2NH3+6OH-；（2）①一水合氨是弱電解質，在水溶液里只有部分電離，電離出氫氧根離子和銨根離子，一水合氨的電離方程式為：NH3·H2ONH4+＋OH–；②b點溶液呈中性，則c（H+）=c（OH-），氯化銨是強酸弱堿鹽，其水溶液呈酸性，要使其水溶液呈中性，則氨水應該稍微過量，則溶質為NH4Cl、NH3·H2O；③c點溶液呈酸性，c （H+）＞c （OH-），由溶液的電荷守恒c（Cl-）+c（OH-）=c（NH4+）+c（H+）可知c （Cl-）＞c （NH4+），溶液呈酸性為銨根離子水解導致，則濃度大小順序為c （Cl-）＞c （NH4+）＞c （H+）＞c （OH-）；④將a molL-1的氨水與b molL-1的鹽酸等體積混合，反應后溶液顯中性，溶液中c（OH-）=1×10-7mol/L，

溶液中c（NH4+）=c（Cl-）=mol/L，混合后反應前c（NH3H2O）=mol/L，則反應后c（NH3H2O）=（-）mol/L，Kb===10-7 。