Question

氨氣是化工生產(chǎn)的主要原料之一，氨氣的用途非常廣泛．在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，發(fā)生如下反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q（Q＞0）．
（1）該反應(yīng)所用的催化劑是

 

（填寫名稱）；該反應(yīng)450℃時(shí)的平衡常數(shù)

 

500℃時(shí)的平衡常數(shù)（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）下列描述中能說明上述反應(yīng)已達(dá)平衡的是

 

A．3V_正（H₂）=2V_逆（NH₃）        
B．容器中氣體的平均分子量不隨時(shí)間而變化
C．容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化  
D．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化
（3）上述反應(yīng)若第5分鐘時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得NH₃的物質(zhì)的量為0.2mol計(jì)算從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，平均反應(yīng)速率v（N₂）為

 

．
（4）在另一容積可變的容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在相同條件下發(fā)生上述反應(yīng)，則產(chǎn)生的NH₃的物質(zhì)的量比原平衡產(chǎn)生的NH₃

 

（填“多”或“少”或”“一樣”）．
（5）工廠生產(chǎn)的氨水稀釋后可作肥料．稀釋氨水時(shí)，隨著水的增加溶液中減少的是

 

a、

c(N H + 4 )

c(NH3?H2O)

 b、

c(NH3?H2O)

c(OH-)

  C、

c(H+)

c(N H + 4 )

   d、

c(OH-)

c(H+)

（6）液氨和水類似，也能電離：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，某溫度時(shí)，其離子積K=2×l0^-30．該溫度下：①將少量NH₄Cl固體加入液氨中，K

 

=2×10^-30（填“＜”、“＞”或“=”）；②將少量金屬鈉投入液氨中，完全反應(yīng)后所得溶液中各微粒的濃度大小關(guān)系為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,化學(xué)平衡常數(shù)的含義

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）工業(yè)合成氨的催化劑是以鐵為載體的催化劑為鐵觸媒，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減��；
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，可由此進(jìn)行判斷；
（3）依據(jù)反應(yīng)速率概念計(jì)算氨氣的反應(yīng)速率，結(jié)合速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比換算得到氮?dú)獾姆磻?yīng)速率；
（4）減小壓強(qiáng)，平衡向著氣體體積減小的方向移動(dòng)；
（5）NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，用水稀釋促進(jìn)電離，平衡正向移動(dòng)，n（NH₃?H₂O）減少，n（NH₄⁺）增加，加水稀釋促進(jìn)一水合氨電離，溶液中c（OH^-）、c（NH₃．H₂O）、c（NH₄⁺）都減小，溫度不變，水的離子積常數(shù)不變，則c（H⁺）增大；
（6）①K是溫度的函數(shù)，溫度不變K值不變；
②將少量金屬鈉投入液氨中，2NH₄⁺+2Na=NH₃↑+2Na⁺+H₂↑，導(dǎo)致平衡正向移動(dòng)，所以離子濃度大小關(guān)系為：c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）．

解答： 解：（1）工業(yè)合成氨的催化劑是以鐵為載體的催化劑為鐵觸媒，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)450℃的平衡常數(shù)大于500℃時(shí)的平衡常數(shù)，
故答案為：鐵觸媒；＞；
（2）A．化學(xué)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，當(dāng)2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃）才證明平衡，故A錯(cuò)誤；
B．容器中氣體的平均相對(duì)分子量=

總質(zhì)量

總物質(zhì)的量

，總物質(zhì)的量對(duì)于該反應(yīng)來說是變化的，當(dāng)總物質(zhì)的量不變化了，即平均相對(duì)分子量不變化了，達(dá)到平衡，故B正確；
C．容器中氣體的密度=

總質(zhì)量

體積

，總質(zhì)量不變，體積不變，故密度始終是不隨時(shí)間而變化的一個(gè)定值，故C錯(cuò)誤；
D．容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化證明各組分濃度保持不變了，故D正確；
故答案為：BD；
（3）如上述反應(yīng)若第5分鐘時(shí)達(dá)到平衡，測(cè)得NH₃的物質(zhì)的量為0.2mol計(jì)算從反應(yīng)開始到平衡時(shí)，氨氣的反應(yīng)速V（HN₃）=

0.2mol 2L

5min

=0.02mol/L?min，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比，平均反應(yīng)速率v（N₂）=0.5×V（HN₃）=0.01mol/（L?min），
故答案為：0.01 mol/（L?min）；
（4）N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體的物質(zhì)的量減小，體系的壓強(qiáng)減小，
在另一容積可變的容器內(nèi)加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在相同條件下發(fā)生上述反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，體系的壓強(qiáng)不變，與原平衡相比，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，
故產(chǎn)生的NH₃的物質(zhì)的量比原平衡產(chǎn)生的NH₃多，
故答案為：多；
（5）a．稀釋氨水時(shí)，電離平衡正向移動(dòng)，故

c(N H + 4 )

c(NH3?H2O)

的值增大，故a錯(cuò)誤；
b．稀釋氨水時(shí)，電離平衡正向移動(dòng)，故

c(NH3?H2O)

c(OH-)

的值減小，故b正確；
c．稀釋氨水時(shí)，氫氧根離子和銨根離子的濃度減小，氫離子的濃度增大，故

c(H+)

c(N H + 4 )

的值增大，故c錯(cuò)誤；
d．稀釋氨水時(shí)，氫氧根離子和銨根離子的濃度減小，氫離子的濃度增大，故

c(OH-)

c(H+)

的值減小，故d正確；
故答案為：bd；
（6）①K是溫度的函數(shù)，溫度不變K值不變，故答案為：=；
②2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，將少量金屬鈉投入液氨中，2NH₄⁺+2Na=NH₃↑+2Na⁺+H₂↑，平衡正向移動(dòng)，所以離子濃度大小關(guān)系為c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺），
故答案為：c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡標(biāo)志的分析判斷，化學(xué)反應(yīng)速率概念分析應(yīng)用，明確影響化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的影響因素，弱電解質(zhì)的電離等知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，難度較大．明確化學(xué)平衡的特征及弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)是解本題的關(guān)鍵．