Question

(16分)氨气是一种重要的化工产品及工业原料。

I．某温度下，合成氨反应的平衡常数K=3.0×10³(mol／L)^-1，

（1）写出其对应的化学方程式____________________________________________________ 。

（2）某温度下，如果在体积恒定为10L的密闭容器中充入：0.1molN₂、0.1molH₂和2molNH₃则反应_______(填“正向进行”或“逆向进行”或“达到平衡”)。

（3）该温度下，在体积恒定为10L的四个密闭容器中分别充入下列物质，反应达到平衡后，N₂的转化率最大的是___________________。

a．10molN₂、30molH₂和20molNH₃    b．10molN₂和30molH₂

c．20molN₂和60molH₂    d．10molN₂和28molH₂

II．氨气极易溶于水，氨水是氨气溶于水而形成的溶液,回答下列问题：

（4）在氨水溶液中加水稀释的过程，NH₃·H₂O的电离程度___________(填“增大”“减小”或“不变”)， ___________（同上）。

（5）室温下，a mol/L的(NH₄)₂SO₄水溶液的pH=5，原因是溶液中存在平衡________________________(用离子方程式表示)。并计算该平衡的平衡常数表达式为________________________(用含代数a的较为精确的数学表达式表示，不必化简，不做近似运算)。

（6）室温下，向浓度均为0.1mol/L的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成__________沉淀(填化学式)，生成该沉淀的离子方程式为_________________________________________。

(已知：室温时mol³ mol³.L^-3).

Answer

Ⅰ． （1）1/2 N2 + 3/2 H2NH3（2分） （2）正向进行（2分） （3）c（2分）

Ⅱ．（4）增大（1分） 不变 （2分）

（5）NH4++H2ONH3•H2O+H+ （2分） 10-5(10-5-10-9)/2a+10-9-10-5 mol·L-1（2分）

（6）Cu(OH)2（1分） Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2 ↓+2NH4+（2分）

【解析】

试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据平衡常数可知反应的化学方程式为1/2 N2 + 3/2 H2NH3。

（2）在体积恒定为10L的密闭容器中充入：0.1molN2、0.1molH2和2molNH3则产生浓度熵为＝2000＜3000，所以反应向正反应方向进行。

（3）a与b相比，a中含有大量的氨气，因此b中氨气的转化率大于a中。b与d相比，b中氢气浓度大，大转化率高；由于正方应是体积减小的可逆反应，所以增大压强平衡向正反应方向进行，c与b相比，相当于是在b的基础上增大压强，氮气转化率增大，答案选c。

（4）稀释促进氨水的电离，电离程度增大。，因此比值不变。

（5）铵根水解溶液显酸性，方程式为NH4++H2ONH3•H2O+H+。室温下，在a mol•L-1的（NH4）2SO4水溶液中pH=5，溶液中c（H+）=10-5mol/L，故溶液中c（OH-）=10-9mol/L，根据电荷守恒有：c（NH4+）+c（H+）=c（OH-）+2c（SO42-），即c（NH4+）+10-5mol/L=10-9mol/L+2amol/L，则c（NH4+）=（2a+10-9-10-5）mol/L，根据物料守恒计算溶液中c（NH3•H2O）=2amol/L-（2a+10-9-10-5）mol/L=（10-5-10-9）mol/L，故NH4++H2ONH3•H2O+H+的平衡常数的表达式为。

（6）溶度积常数越小的物质越先沉淀，氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积，所以氢氧化铜先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜沉淀和铵根离子，离子方程式为Cu2++2NH3•H2O＝Cu（OH）2↓+2NH4+。

考点：考查平衡常数计算与应用、外界条件对电离平衡的影响、盐类水解以及溶度积常数应用等