Question

9．氨氣是一種重要工業(yè)原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的應(yīng)用．
（1）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）；△H=+180.5kJ•mol^-1
4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）；△H=-905kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）；△H=-483.6kJ•mol^-1
則N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）；△H=-92.4kJ/mol
（2）工業(yè)合成氨氣的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）高溫、高壓催化劑 2NH₃（g）．在一定溫度下，將一定量的N₂和H₂通入到初始體積為1L的密閉容器中達(dá)到平衡后，單獨(dú)改變下列條件，能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且平衡常數(shù)不變的是①②．（填序號(hào)）
①增大壓強(qiáng)  ②增大反應(yīng)物的濃度  ③使用催化劑  ④降低溫度
（3）將相同體積、pH之和為14的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（4）氫氣是合成氨的原料之一，如圖是以SO₂、I₂、H₂O為原料，利用核能使水分解制氫氣的一種流程．

反應(yīng)X的化學(xué)方程式為SO₂+I₂+2H₂O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$2HI+H₂SO₄．該流程中循環(huán)使用的原料除了SO₂外，還有I₂．從理論上講，該流程中，1mol原料水制得1molH₂．

Answer 1

分析 （1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
則反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到，熱量也進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素以及影響化學(xué)平衡常數(shù)的因素來(lái)回答；
（3）氨水可以和鹽酸之間發(fā)生反應(yīng)得到氯化銨溶液，根據(jù)離子濃度大小比較方法來(lái)回答；
（4）根據(jù)流程圖判斷能循環(huán)使用的物質(zhì)；根據(jù)水和氫氣的關(guān)系式計(jì)算生成的氫氣的量．

解答 解：（1）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.5kJ•mol^-1
②4NH₃（g）+5O₂（g）═4NO（g）+6H₂O（g）△H=-905kJ•mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g），
所以該反應(yīng)的△H=180.5kJ•mol^-1+（-483.6kJ•mol^-1）×$\frac{3}{2}$-（-905kJ•mol^-1）×$\frac{1}{2}$=-92.4kJ/mol，
故答案為：△H=-92.4kJ/mol；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，增大反應(yīng)物濃度化學(xué)平衡正向移動(dòng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向移動(dòng)，因此能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且平衡常數(shù)不變的是①②，
故答案為：①②；
（3）將相同體積、pH之和為14的氨水和鹽酸混合后，所得的溶液是氯化銨和氨水的混合物，
溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）根據(jù)流程圖知，該流程中循環(huán)使用的原料有SO₂、I₂；一個(gè)H₂O中含有2個(gè)氫原子，所以水分子和氫分子的個(gè)數(shù)之比是1：1，故從理論上講，該流程中，1mol原料水制得1mol氫氣．
故答案為：I₂；1．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合知識(shí)的考查題，涉及熱化學(xué)、化學(xué)平衡移動(dòng)，無(wú)機(jī)化學(xué)流程圖等方面知識(shí)，綜合性較強(qiáng)強(qiáng)，難度中等，側(cè)重于學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，（4）是難點(diǎn)，會(huì)分析流程圖是解本題的關(guān)鍵．