Question

14．氨气是化工生产的主要原料之一，氨气的用途非常广泛．在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，发生如下反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）+Q（Q＞0）．
（1）该反应450℃时的平衡常数＞500℃时的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是BD
A．3V_正（H₂）=2V_逆（NH₃）         B．容器中气体的平均分子量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化  D．容器中气体的分子总数不随时间而变化
（3）上述反应若第5分钟时达到平衡，测得NH₃的物质的量为0.2mol，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v（N₂）为0.01mol/（L•min）．
（4）在另一容积可变的容器内加入0.2mol的N₂和0.6mol的H₂，在相同条件下发生上述反应，则产生的NH₃的物质的量比原平衡产生的NH₃多（填“多”或“少”或”“一样”）．
（5）工厂生产的氨水稀释后可作肥料．稀释氨水时，随着水的增加溶液中减少的是bd
A、$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$   B、$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（O{H}^{-}）}$   C、$\frac{c（{H}^{+}）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$   D、$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$
（6）液氨和水类似，也能电离：2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，某温度时，其离子积K=2×l0^-30．
该温度下：①将少量NH₄Cl固体加入液氨中，K=2×10^-30（填“＜”、“＞”或“=”）；
②将少量金属钠投入液氨中，完全反应后所得溶液中各微粒的浓度大小关系为：c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）．

Answer 1

分析 （1）该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向进行，生成物浓度降低、反应物浓度增大；
（2）反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化；
（3）先计算氨气反应速率，再根据反应速率之比等于其计量数之比计算氮气反应速率；
（4）体积可变时则混合气体压强不变，则与原来相比相当于增大压强，平衡正向移动；
（5）NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，用水稀释促进电离，平衡正向移动，n（NH₃•H₂O）减少，n（NH₄⁺）增加，加水稀释促进一水合氨电离，溶液中c（OH^-）、c（NH₃．H₂O）、c（NH₄⁺）都减小，温度不变，水的离子积常数不变，则c（H⁺）增大；
（6）①K是温度的函数，温度不变K值不变；
②将少量金属钠投入液氨中，2NH₄⁺+2Na=NH₃↑+2Na⁺+H₂↑，导致平衡正向移动，所以离子浓度大小关系为：c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）．

解答 解：（1）该反应的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，生成物浓度降低、反应物浓度增大，所以化学平衡常数减小，故答案为：＞；
（2）A．化学反应速率之比等于系数之比，当2v_正（H₂）=3v_逆（NH₃）才证明平衡，所以3V_正（H₂）=2V_逆（NH₃） 不平衡，故A错误；
B．反应前后气体物质的量减小，其相对分子量质量增大，当混合物的相对分子质量不变时，正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故B正确；
C．反应前后气体质量不变、容器体积不变，所以密度始终不变，所以不能据此判断平衡状态，故C错误；
D．容器中气体的分子总数不随时间而变化，说明各组分浓度保持不变，则该反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：BD；  
（3）v（NH₃）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{5min}$=0.02 mol/（L•min），反应速率之比等于其计量数之比，则v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（NH₃）=$\frac{1}{2}$×0.02 mol/（L•min）=0.01mol/（L•min），
故答案为：0.01 mol/（L•min）；   
（4）体积可变时则混合气体压强不变，则与原来相比相当于增大压强，平衡正向移动，所以产生的NH₃的物质的量比原平衡产生的NH₃ 多，故答案为：多；
（5）a．稀释氨水时，电离平衡正向移动，故$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$ 的值增大，故a错误；
b．稀释氨水时，电离平衡正向移动，故$\frac{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（O{H}^{-}）}$ 的值减小，故b正确；
c．稀释氨水时，氢氧根离子和铵根离子的浓度减小，氢离子的浓度增大，故$\frac{c（{H}^{+}）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$ 的值增大，故c错误；
d．稀释氨水时，氢氧根离子和铵根离子的浓度减小，氢离子的浓度增大，故$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$
的值减小，故d正确；
故答案为：bd；
（6）①K是温度的函数，温度不变K值不变，故答案为：=；
②2NH₃?NH₄⁺+NH₂^-，将少量金属钠投入液氨中，2NH₄⁺+2Na=NH₃↑+2Na⁺+H₂↑，平衡正向移动，所以离子浓度大小关系为c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺），
故答案为：c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）．

点评 本题考查化学平衡计算、弱电解质的电离影响因素、化学平衡影响因素等知识点，为高频考点，明确平衡移动原理、化学平衡计算方法、弱电解质电离特点是解本题关键，注意化学平衡状态的判断方法，为易错点．