Question

8．氮气与氢气反应生成氨气的平衡常数见下表：

	N2+3H2?2NH3
温度	25℃	200℃	400℃	600℃
平衡常数K	5×108	650	0.507	0.01

（1）工业上合成氨的温度一般控制在500℃，原因是催化剂的活性温度且反应速率较快．
（2）在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气，进行工业合成氨的模拟实验，若2分钟后，容器内压强为原来的0.8倍，则0到2分钟，氨气的反应速率为0.2mol/（L•min）．
（3）下列说法能表明该反应达到平衡的是AB
A．气体的平均分子量不再变化             B．密闭容器内的压强不再变化
C．v （N₂）=2v （NH₃）                      D．气体的密度不再变化
（4）下列措施，既能加快该反应的反应速率，又能增大转化率的是B
A．使用催化剂     B．缩小容器体积      C．提高反应温度     D．移走NH₃
（5）常温下，在氨水中加入一定量的氯化铵晶体，下列说法错误的是AD．
A．溶液的pH增大    B．氨水的电离度减小    C．c（OH^-）减小    D．c（NH₄⁺）减小
（6）将氨水与盐酸等浓度等体积混合，下列做法能使c（NH₄⁺）与c（Cl^-）比值变大的是AC
A． 加入固体氯化铵                B．通入少量氯化氢
C． 降低溶液温度                  D．加入少量固体氢氧化钠．

Answer 1

分析 （1）N₂+3H₂?2NH₃该反应是放热的可逆反应，要使平衡向正反应方向移动，应降低温度，但温度过低反应速率过小，不利于工业生成效益；温度越高，反应速率越大，所以应适当升高温度，使反应速率增大；使用催化剂也能增大反应速率，但在500℃左右时催化剂的活性最大，所以选择采用500℃左右的温度；
（2）密闭容器中，气体物质的量之比等于压强之比，压强为反应前的0.8倍，反应后的物质的量为反应前的0.8倍，利用差量法计算出生成氨气的物质的量，再根据反应速率表达式计算出0到2分钟氨气的平均反应速率；
（3）根据可逆反应达到平衡状态，一定满足正逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量不再变化，据此进行判断；
（4）能加快该反应的反应速率，可以增大了压强、增大反应物浓度、升高温度；增大反应物转化率，说明平衡向着正向移动，据此进行分析；
（5）氨水中存在电离平衡，根据影响电离平衡的因素进行判断；
（6）氨水与盐酸等浓度等体积混合，反应后生成了氯化铵溶液，根据影响铵离子水解的因素进行分析．

解答 解：（1）升高温度可增大反应速率，提高产量，工业上合成氨的温度一般控制在500℃，原因主要是从反应的速率角度来考虑的，因为催化剂的活性温度且反应速率较快，该温度时，催化剂的活性最大，有利于增大反应速率，提高产量，
故答案为：催化剂的活性温度且反应速率较快；
（2）若2分钟后，容器内压强为原来的0.8倍，说明反应后气体的物质的量减少了0.2×（1mol+3mol）=0.8mol，
则 N₂+3H₂?2NH₃ 减少 的△n
     1     3         2                2
                      n                0.8mol
解得：n=0.8mol，
0到2分钟氨气的平均反应速率为：v（NH₃）=$\frac{0.8mol}{\frac{2L}{2min}}$=0.2 mol/（L•min），
故答案为：0.2；
（3）A．该反应是体积缩小的反应，气体的物质的量逐渐减小，而气体的质量不变，所以气体的平均摩尔质量为变化的量，若气体的平均分子量不再变化，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故A正确；
B． 该反应是体积缩小的反应，气体的物质的量逐渐减小，容器内的压强是个变化的量，若密闭容器内的压强不再变化，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故B正确；
C．v（N₂）=2v（NH₃），没有告诉是正反应速率还是逆反应速率，且不满足二者的化学计量数关系，说明没有达到平衡状态，故C错误；
D．该反应两边都是气体，气体的质量始终不变，容器的容积不变，所以气体的密度始终不变，所以密度不能作为判断平衡状态的依据，故D错误；
故选AB；
（4）A．使用催化剂，加快了反应速率，但是不影响化学平衡，反应物的转化率不变，故A错误；
B．缩小容器体积，增大了压强，增大了反应速率，平衡向着正向移动，反应物转化率增大，故B正确；
C．提高反应温度，增大了反应速率，但是平衡向着逆向移动，反应物转化率减小，故C错误；
D．移走氨气，反应物减小，正逆反应都将速率都减小，故D错误；
故选B；
（5）A．氨水中加入氯化铵，溶液中铵离子浓度增大，抑制了一水合氨的电离，溶液中氢氧根离子浓度减小，溶液的pH减小，故A错误；
B．氨水中铵离子浓度增大，一水合氨的电离平衡向着逆向移动，所以氨水的电离度减小，故B正确；
C．氨水中的铵离子浓度增大，溶液中氢氧根离子浓度减小，c（OH^-）减小，故C正确；
D．加入了氯化铵，溶液中铵离子浓度增大，故D错误；
故选AD；
（6）将氨水与盐酸等浓度等体积混合，反应后的溶液为氯化铵溶液，
A．加入固体氯化铵，溶液中铵离子浓度增大，铵离子水解程度减小，则铵根离子浓度增大，且铵根离子增大的程度比氯离子增大的程度多，铵根离子与氯离子的比值变大，故A正确；
B．通入少量氯化氢，尽管抑制了铵离子的水解，但是溶液中增加的氯离子的物质的量大于增加的铵离子的物质的量，铵离子与氯离子的浓度之比变小，故B错误；
C．降低溶液温度，铵离子的水解程度减小，铵离子与氯离子的浓度之比增大，故C正确；
D．加入少量固体氢氧化钠，溶液中铵离子的物质的量减小，铵离子与氯离子的物质的量之比减小，故D错误；
故选AC．

点评 本题考查了化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素的分析、盐的水解应用等知识，题目难度中等，试题涉及的内容较多，题量较大，充分考查了学生对所学知识的掌握情况．