Question

2．氨氣是一種重要工業(yè)原料，在工農業(yè)生產中具有重要的應用．
（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=N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol
（2）工業(yè)合成氨氣的反應為N₂（g）+3H₂（g）$?_{催化劑}^{高溫、高壓}$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的密閉容器中達到平衡后，單獨改變下列條件，能使平衡向正反應方向移動且平衡常數(shù)不變的是①②．（填序號）
①增大壓強  ②增大反應物的濃度  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為c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（4）用氨水和40mL 0.5mol/L硫酸鋁溶液來制備一定量的氫氧化鋁，該反應的離子方程式為Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺．某同學改用2mol/L的氫氧化鈉溶液代替氨水來制備，結果只得到了0.78克的沉淀，其加入的氫氧化鈉溶液的體積可能為15ml或35ml．

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N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到，熱量也進行相應的計算；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，根據(jù)影響化學平衡移動的因素以及影響化學平衡常數(shù)的因素來回答；
（3）氨水可以和鹽酸之間發(fā)生反應得到氯化銨溶液，根據(jù)離子濃度大小比較方法來回答；
（4）氨水可以和氯化鋁之間反應生成氫氧化鋁，氫氧化鋁可以和強堿之間反應，向含鋁離子的溶液中加入氫氧化鈉的過程中，依次發(fā)生的反應是：Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O，根據(jù)化學反應方程式來回答．

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
則反應N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）可以是①+③×$\frac{3}{2}$-②×$\frac{1}{2}$得到，
所以該反應的△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：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；
（2）平衡常數(shù)只與溫度有關，催化劑不能改變平衡狀態(tài)，增大反應物濃度化學平衡正向移動，增大壓強，化學平衡向著氣體系數(shù)和減小的方向移動，
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為c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）氨水和硫酸鋁溶液來制備一定量的氫氧化鋁的實質是：Al³⁺+3NH₃•H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，40mL 0.5mol/L即0.02mol硫酸鋁溶液生成沉淀量最大時，對應的氫氧化鋁物質的量是0.02mol，質量是1.56g，若氫氧化鋁的質量為0.78克時，有兩種情況：
①氫氧化鈉量少，鋁離子有剩余，此時按照方程式Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓進行反應，氫氧化鋁的質量為0.78克即0.01mol時，消耗氫氧化鈉是0.03mol，所以體積是0.015L；
②氫氧化鈉過量，沉淀量達到最大后又被溶解了一部分，
    Al³⁺+3OH^-=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+NaOH=NaAlO₂+2H₂O
   1      3       1           1       1         
0.02mol 0.06mol   0.02mol    0.01mol  0.01mol
所滴加氫氧化鈉溶液的物質的量為：0.06mol+0.01mol=0.07mol，所以體積是0.035L，
故答案為：15ml或35ml．

點評 本題是一道綜合知識的考查題，涉及熱化學、化學平衡移動等方面知識，考查學生分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．