Question

液氨常用作制冷劑，回答下列問題
（1）一定條件下在密閉容器中發(fā)生反應：
a．NH₄I（s）?NH₃（g）+HI（g）
b．2HI（g）?H₂（g）+I₂（g）
①寫出反應a的平衡常數(shù)表達式

 

．
②達到平衡后，擴大容器體積，反應b的移動方向

 

（填“正向”、“逆向”或“不移動”），達到新的平衡時容器內(nèi)顏色將怎樣變化

 

（填“加深”、“變淺”或“不變”）．
（2）工業(yè)上合成氨的反應：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.60kJ?mol^-1
下列說法能說明上述反應向正反應方向進行的是

 

（填序號）．
a．單位時間內(nèi)生成2n mol NH₃的同時生成3n mol H₂
b．單位時間內(nèi)生成6n mol N-H鍵的同時生成2n mol H-H鍵
c．用N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率之比為1：3：2
d．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大
e．容器內(nèi)的氣體密度不變
（3）已知合成氨反應在某溫度下2L的密閉容器中進行，測得如下數(shù)據(jù)：

時間（h） 物質(zhì)的量（mol）	0	1	2	3	4
N2	1.50	n1	1.20	n3	1.00
H2	4.50	4.20	3.60	n4	3.00
NH3	0	0.20		1.00	1.00

根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算：
①反應進行到2h時放出的熱量為

 

 kJ．
②0～1h內(nèi)N₂的平均反應速率為

 

 mol?L^-1?h^-1．
③此溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K=

 

（保留兩位小數(shù)）．
④反應達到平衡后，若往平衡體系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，化學平衡將向

 

方向移動（填“正反應”或“逆反應”）．
（4）肼（N₂H₄）的性質(zhì)類似于NH₃，極易溶于水，與水反應生成一種二元弱堿在溶液中分步電離，請用離子反應方程式表示其水溶液顯堿性的原因

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡建立的過程

專題：化學平衡專題

分析：（1）①化學平衡常數(shù)K=[NH₃][HI]；
②減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動；
（2）a．單位時間內(nèi)生成2n molNH₃的同時生成3n molH₂，該反應達到平衡狀態(tài)；
b．單位時間內(nèi)生成6nmolN-H鍵時消耗3nmolH-H鍵，實際上同時生成2n molH-H鍵，則v（正）＞v（逆）；
c．用N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率之比為1：3：2，該反應不一定向正反應方向移動；
d．混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，混合氣體的質(zhì)量不變，則混合氣體的物質(zhì)的量減小，平衡向氣體體積減小的方向移動；
e．容器內(nèi)的氣體密度始終不變；
（3）①根據(jù)氮氣和反應熱之間的關系式計算；
②先計算正確的平均反應速率，再根據(jù)同一可逆反應中，同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比計算氮氣反應速率；
③2h時，△n（N₂）=（1.50-1.20）mol=0.30mol，根據(jù)N₂---2NH₃之間的關系式得△n（NH₃）=2△n（N₂）=0.60mol，3h和4h時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則該反應達到平衡狀態(tài)，化學平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)．c3(H2)

；
④根據(jù)濃度商和平衡常數(shù)相對大小判斷反應方向；
（4）根據(jù)一水合氨電離方式書寫N₂H₄?2H₂O電離方程式．

解答： 解：（1）①化學平衡常數(shù)K=[NH₃][HI]，故答案為：K=[NH₃][HI]；
②方程式a是反應前后氣體體積增大的反應，b方程式反應前后氣體體積不變，所以增大容器體積，壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動，所以平衡向正反應方向移動，因為容器體積增大，平衡時氣體顏色變淺，故答案為：正向；變淺；
（2）a．單位時間內(nèi)生成2nmolNH₃的同時消耗3nmolH₂，同時生成3n molH₂，則氫氣的正逆反應速率相等，所以該反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
b．單位時間內(nèi)生成6nmolN-H鍵時消耗3nmolH-H鍵，實際上同時生成2n molH-H鍵，則v（正）＞v（逆），則平衡向在反應方向移動，故正確；
c．用N₂、H₂、NH₃的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應速率之比為1：3：2，無論該反應是否達到平衡狀態(tài)都存在反應速率之比為1：3：2，所以不能確定該反應向正反應方向移動，故錯誤；
d．混合氣體質(zhì)量不變，如果混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，則平衡向氣體體積減小的正反應方向移動，故正確；
e．混合氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，所以容器內(nèi)的氣體密度始終不變，故錯誤；
故選：bd；
（3）①該反應有1mol氮氣參加反應放出92.60kJ熱量，則生成（1.50-1.20）mol氮氣參加反應放出的熱量=

92.60kJ

1mol

×(1.50-1.20)mol=27.78kJ，故答案為：27.78；
②2h內(nèi)，v（NH₃）=

0.20mol-0 2L

1h

=0.1mol/（L．h），同一可逆反應中，同一時間段內(nèi)各物質(zhì)的反應速率之比等于其計量數(shù)之比，所以v（N₂）=

1

2

v（NH₃）=0.05mol/（L．h），
故答案為：0.05；
③2h時，△n（N₂）=（1.50-1.20）mol=0.30mol，根據(jù)N₂---2NH₃之間的關系式得△n（NH₃）=2△n（N₂）=0.60mol，3h和4h時，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則該反應達到平衡狀態(tài)，c（NH₃）=

1.00mol

2L

=0.5mol/L，c（N₂）
=

1.00mol

2L

=0.5mol/L，c（H₂）=

3mol

2L

=1.5mol/L，
化學平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)．c3(H2)

=

0.5×0.5

0.5×(1.5)3

=0.15，
故答案為：0.15；
④再加入N₂、H₂和NH₃各1.00mol，c（NH₃）=1mol/L，c（N₂）=1mol/L，c（H₂）=2mol/L，
濃度商=

1×1

1×23

=0.125＜K，則平衡向正反應方向移動，故答案為：正反應；
（4）肼（N₂H₄）的性質(zhì)類似于NH₃，極易溶于水，與水反應生成一種二元弱堿N₂H₄?2H₂O，該二元弱堿電離，電離方程式為：N₂H₄?2H₂O?[N₂H₅?H₂O]⁺+OH^-，故答案為：N₂H₄?2H₂O?[N₂H₅?H₂O]⁺+OH^-．

點評：本題考查了化學平衡的有關知識，涉及化學平衡常數(shù)的有關計算、化學平衡狀態(tài)的判斷、化學反應速率的計算等知識點，根據(jù)平衡常數(shù)公式、正逆反應速率相等、化學反應速率公式進行分析解答即可，注意化學平衡狀態(tài)的判斷中，只有反應前后改變的物理量，才能作為化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，題目難度中等．