Question

運用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、氯等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義．
（1）科學(xué)家研究在一定條件下通過下列反應(yīng)制備NH₃：
N₂（g）+3H₂O（l）?2NH₃（g）+

3

2

O₂（g）
①在其他條件相同時，反應(yīng)中NH₃的體積分數(shù)（a）在不同溫度下隨反應(yīng)時間（t）的變化如圖．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=

 

，該反應(yīng)中的△H

 

0（填“＞”“＜”或“=”）．
②某溫度下，在2L容積不變的密閉容器中加入1mol N₂和6mol H₂O（l）發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率隨時間（f）變化如圖．15-20min內(nèi)，v（NH₃）=

 

．若其他條件不變，在圖中畫出使用催化劑后N₂的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的曲線示意圖．
（2）25℃時，某同學(xué)將O.1mol?L^-1鹽酸與0.2mol?L^-1氨水等體積混合，所得混合溶液pH

 

7（填“＞”“＜”或“=”，下同），混合溶液中c（NH₄⁺）

 

c（NH₃?H₂O）．（25℃時，NH₃?H₂O的電離常數(shù)K_h=1.7×10^-5mol?L^-1）
（3）25℃時，向O.1mol?L^-1的MgCl₂溶液中逐滴加入適量0.1mol?L^-1氨水，有白色沉淀生成，向反應(yīng)后的濁液中，繼續(xù)加入O.1mol?L^-1的FeCl₃溶液，觀察到的現(xiàn)象是

 

；上述過程中發(fā)生的所有反應(yīng)的離子方程式為

 

．（25℃時，K_甲[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38）

Answer 1

考點：產(chǎn)物的百分含量隨濃度、時間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①根據(jù)反應(yīng)方程式結(jié)合平衡常數(shù)的含義書寫；根據(jù)溫度越高，氨氣的體積分數(shù)越大分析；
②15-20min內(nèi)，氮氣轉(zhuǎn)化了1mol×（2.2-1.3）%=0.009mol，然后求出生成的氨氣，再求反應(yīng)速率；加入催化劑氮氣的轉(zhuǎn)化率不變，反應(yīng)速率加快；
（2）由于氨水過量，所以溶液顯堿性；NH₃?H₂O在溶液中部分電離；
（3）MgCl₂溶液中加氨水會生成氫氧化鎂沉淀，再加FeCl₃溶液，氫氧化鎂沉淀會轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀．

解答： 解；（1）①已知反應(yīng)方程式為：N₂（g）+3H₂O（l）?2NH₃（g）+

3

2

O₂（g），則平衡常數(shù)K=

c2(NH3)?c 3 2 (O2)

c(N2)

；由圖象可知溫度越高，氨氣的體積分數(shù)越大，說明升高溫度平衡正移，則正方向為吸熱反應(yīng)，即△H＞0；
故答案為：

c2(NH3)?c 3 2 (O2)

c(N2)

；＞；
②15-20min內(nèi)，氮氣轉(zhuǎn)化了1mol×（2.2-1.3）%=0.009mol，則生成的氨氣為0.018mol，其反應(yīng)速率為v=

0.018mol 2L

5min

=0.0018mol?L^-1?min^-1；加入催化劑氮氣的轉(zhuǎn)化率不變，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)到達平衡的時間縮短，曲線應(yīng)該在原理曲線的上面，則圖為；
故答案為：0.0018mol?L^-1?min^-1；；
（2）25℃時，某同學(xué)將O.1mol?L^-1鹽酸與0.2mol?L^-1氨水等體積混合，氨水過量，則所得混合溶液顯堿性，其pH＞7，反應(yīng)生成等量的NH₃?H₂O和NH₄Cl，NH₃?H₂O在溶液中部分電離，則混合溶液中c（NH₄⁺）＞c（NH₃?H₂O）；
故答案為：＞；＞；
（3）MgCl₂溶液中加氨水會生成氫氧化鎂白色沉淀，再加FeCl₃溶液，氫氧化鎂沉淀會轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵紅褐色沉淀，反應(yīng)發(fā)生的方程式為：Mg²⁺+2NH₃?H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、2Fe³⁺（aq）+3Mg（OH）₂（s）=2Fe（OH）₃（s）+3Mg²⁺（aq）；
故答案為：白色沉淀逐漸變成紅褐色；Mg²⁺+2NH₃?H₂O=Mg（OH）₂↓+2NH₄⁺、2Fe³⁺（aq）+3Mg（OH）₂（s）=2Fe（OH）₃（s）+3Mg²⁺（aq）．

點評：本題考查了平衡常數(shù)、反應(yīng)速率的計算、影響速率及平衡的因素、沉淀的轉(zhuǎn)化等，題目涉及的知識點較多，側(cè)重于考查學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，題難度中等．