Question

【題目】已知：氮氣和氫氣合成氨反應為：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=﹣92kJmol﹣1請回答下列問題：
（1）取1mol N2（g）和3molH2（g）充入一密閉容器中，一定條件下進行反應并達平衡時，測得反應放出的熱量92kJ（填“大于”、“等于”或“小于”），原因是；若升高溫度，上述反應中△H（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）已知：分別破壞1molN﹣H鍵、1mol H﹣H鍵需要吸收的能量為：391kJ、436kJ，則破壞1mol N≡N鍵需要吸收的能量為 ．
（3）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molNH3（g） 并發生上述反應．半分鐘后反應達到平衡，測得v（NH3）=0.40mol/（Lmin），則上述合成氨反應的平衡常數為 ．
（4）向三個體積均為1L的恒容密閉容器中分別充入1molN2和3molH2 ， 當分別只改變其中一個外界條件時使反應達到平衡，測得氨的體積分數隨時間的變化如圖所示．
上述圖像中，只改變溫度的為（填“I”“II”“III”，下同），只改變壓強的為 ， 只改變催化劑的為 ．
（5）若把標準狀況下8.96L氨氣通入到100g9.8%的硫酸溶液中并完全吸收，所得溶液中離子濃度從大到小的順序是 ．
（6）常溫下，向濃度均為0.1mol/L的MgCl2、FeCl3和AlCl3混合溶液中通入NH3至過量，最先生成沉淀的化學式為 ， 當pH=時，開始生成Mg（OH）2沉淀． （已知：Ksp[Mg（OH）2]=1.0×10﹣13； Ksp[Fe（OH）3]=1.0×10﹣40；Ksp[Al（OH）3]=1.0×10﹣33）

Answer 1

【答案】
（1）小于；由于是可逆反應，1mol N2 和3mol H2 放在密閉容器中不可能完全轉化為2mol的氨氣，所以放出熱量一定小于92.0 kJ；不變
（2）946 kJ/mol
（3）
（4）Ⅰ；Ⅲ；Ⅱ
（5）c（NH+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）
（6）Fe（OH）3；6
【解析】解：（1）N2 和H2反應生成2mol NH3時放出的熱量為92.0kJ，是指1mol氮氣和1mol的氫氣完全反應生成2mol的氨氣放出的熱量為92.0kJ，1mol N2 和3mol H2 放在密閉容器中不可能完全轉化為氨氣，所以放出熱量一定小于92.0 kJ，反應熱△H與物質的化學計量數有關，物質的化學計量數不變，熱化學方程式中反應熱不變，所以答案是：小于；由于是可逆反應，1mol N2 和3mol H2 放在密閉容器中不可能完全轉化為2mol的氨氣，所以放出熱量一定小于92.0 kJ；不變；（2）設N≡N的鍵能為x，
對于反應N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）△H=﹣92.0kJ/mol，
反應熱=反應物的總鍵能﹣生成物的總鍵能，故x+3×436kJ/mol﹣2×3×391kJ/mol=﹣92.0kJ/mol
解得：x=946 kJ/mol，
所以答案是：946 kJ/mol；
·（3）平衡時，

	2NH3（g）		N2（g）+	3H2（g）
開始（mol/L）	0.5		0	0
轉化（mol/L）	0.5×0.40		0.1	0.3
平衡（mol/L）	0.3		0.1	0.3

K= = ；
則上述合成氨反應的平衡常數K= =
所以答案是： （4）圖像Ⅰ是改變溫度，升溫反應速率加快，達到平衡時間短，反應放熱，平衡逆向移動，故T2＞T1；
圖像Ⅱ是加催化劑，催化劑只改變反應速率，平衡狀態不改變；
圖像Ⅲ改變壓強，增大壓強反應速率加快，平衡正向移動，故P1＞P2 ．
所以答案是：Ⅰ；Ⅲ；Ⅱ；（5）標準狀況下8.96L氨氣即0.4mol氨氣通入到100g9.8%的硫酸溶液即0.1mol的硫酸溶液中：生成0.1mol（NH4）2SO4 ， 過量0.2molNH3H2O，所以c（NH+）最大，c（H+）最小，所得溶液中離子濃度從大到小的順序是c（NH+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+），
所以答案是：c（NH+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）；（6）根據Al（OH）3、Mg（OH）2、Fe（OH）3的溶度積常數，在25℃下，向濃度均為0.1molL﹣1的AlCl3、MgCl2和FeCl3混合溶液中通入NH3至過量，三種離子開始沉淀時的OH﹣濃度分別是： =1.0×10﹣13＜ =2.15×10﹣11＜ =1.0×10﹣6 ， 加入相同的濃度的氨水，Fe（OH）3最先析出；pH=﹣lg（1.0×10﹣6）=6，故當pH=6時，開始生成Mg（OH）2沉淀，
所以答案是：Fe（OH）3；6．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應熱和焓變的相關知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱，以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．