Question

【題目】合成氨工業對國民經濟和社會發展具有重要意義，對于密閉容器中的反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q

(1)寫出該反應的逆反應的化學平衡常數表達式_____，升高溫度，該反應化學反應速率_____，氫氣的轉化率____（以上均填“增大”、“減小”或“不變”）。實際生產中溫度一般控制在500℃，原因是__________。

(2)能表示該反應在恒溫恒容密閉容器中t1時刻后已經達到平衡狀態的圖示是________。

(3)濃度0.1mol/L的氨水，pH為11。當用蒸餾水稀釋100倍時，則NH3·H2O的電離平衡將向______方向移動（填“正”或“逆”），溶液的pH將為____9（“大于”“小于”“等于”）。設計一個簡單實驗，證明一水合氨是弱堿：____________。

Answer 1

【答案】K= 增大 減小 此溫度下催化劑的活性較高 bd 正 大于 測得室溫下0.01mol/L氨水的pH小于10，則證明一水合氨是弱堿等

【解析】

(1)根據化學平衡常數的含義書寫該反應的平衡常數表達式；利用溫度對化學反應速率的影響判斷；根據反應方程式可知該反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向吸熱方向移動來判斷平衡移動方向，進而分析物質的轉化率變化；結合催化劑只有在一定溫度下具有較高的催化活性分析；

(2)反應在恒溫恒容密閉容器中進行，根據反應混合物的狀態、反應前后氣體的物質的量的變化及平衡時任何物質的濃度不變判斷平衡狀態；

(3)加水稀釋促進弱電解質的電離；將pH=11的氨水稀釋100倍后，稀釋后的溶液中氫氧根離子濃度大于原來的。可通過測得一定濃度溶液的pH或測銨鹽的pH大小（或銨鹽溶液的酸堿性）分析。

(1)由于化學平衡常數是可逆反應達到平衡狀態時各種生成物濃度冪之積與各種反應物濃度冪之積的比，所以合成氨氣的化學平衡常數表達式為：K=；

升高溫度，物質分子具有的能量增加，分子之間發生的有效碰撞次數增加，所以該反應化學反應速率增大；

根據反應方程式可知：該反應的正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向吸熱的逆反應方向移動從而導致H2的轉化率減小；

合成氨氣的反應是在500℃和Fe催化劑條件下進行，之所以選擇溫度為500℃，是因為在該溫度下催化劑Fe的活性最大；

(2)a.由于反應混合物都是氣體，因此在任何情況下氣體的質量都不能變化，因此不能據此判斷平衡狀態，a錯誤；

b.該反應的正反應是氣體體積減小的反應，若反應未達到平衡，則氣體的物質的量就會減少，因此若氣體的物質的量不變，則反應處于平衡狀態，b正確；

c.由于氣體的質量不變，容器的容積不變，因此任何情況下氣體的密度都不能發生變化，故不能根據密度不變判斷平衡狀態，c錯誤；

d.該反應是反應前后氣體的物質的量改變的反應，由于反應在恒容密閉容器中進行，若達到平衡，氣體的物質的量不變，容器內氣體的壓強不變，可據此判斷平衡狀態，d正確；

故合理選項是bd；

(3)加水稀釋促進弱電解質的電離，若用蒸餾水將pH為11的氨水稀釋100倍，則NH3H2O的電離平衡向促進電離的方向移動，即向正向移動，若不移動，c(OH-)是原來的，pH=9,平衡正向移動，使c(OH-)大于原來的，則稀釋后的溶液的pH>9；證明一水合氨是弱堿的實驗事實可以是測得室溫下0.01mol/L氨水的pH小于10，證明一水合氨是弱堿等。