Question

液氨常用作制冷剂，回答下列问题

（1）一定条件下在密闭容器中发生反应：

a．NH₄I(s)NH₃(g) + HI(g)       b．2HI(g) H₂(g) + I₂(g)

①写出反应a的平衡常数表达式                  

②达到平衡后，扩大容器体积，反应b的移动方向       （填“正向”、“逆向”或“不移动”），达到新的平衡时容器内颜色将怎样变化       （填“加深”、“变浅”或“不变”）

（2）工业上合成氨的反应：N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)  ΔH＝－92.60 kJ·mol^－1

下列说法能说明上述反应向正反应方向进行的是________(填序号)。

a．单位时间内生成2n mol NH₃的同时生成3n mol H₂

b．单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键

c．用N₂、H₂、NH₃的物质的量浓度变化表示的反应速率之比为1∶3∶2

d．混合气体的平均摩尔质量增大

e．容器内的气体密度不变

（3）已知合成氨反应在某温度下2 L的密闭容器中进行，测得如下数据：

时间(h) 物质的量(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

根据表中数据计算：

①反应进行到2 h时放出的热量为________ kJ。

②0～1 h内N₂的平均反应速率为________ mol·L^－1·h^－1。

③此温度下该反应的化学平衡常数K＝________(保留两位小数)。

④反应达到平衡后，若往平衡体系中再加入N₂、H₂和NH₃各1.00 mol，化学平衡将向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。

（4）肼（N₂H₄）的性质类似于NH₃，极易溶于水，与水反应生成一种二元弱碱在溶液中分步电离，请用离子反应方程式表示其水溶液显碱性的原因                        

Answer

（1）① k＝[NH3] [HI] ② 正向 变浅（2） bd

（3）①27.78 ②0.05 ③0.15 ④正反应

（4）N2H4·2H2O [N2H5·H2O]+ + OH－

【解析】

试题分析：（1）①根据题给反应a结合平衡常数表达式的书写原则写出，反应a的平衡常数表达式为k＝[NH3] [HI]；②反应a是反应前后气体体积增大的反应，反应b是反应前后气体体积不变，所以增大容器体积相当于压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以平衡向正反应方向移动，因为容器体积增大，平衡时I2(g)的浓度减小，气体颜色变浅；（2）a．单位时间内生成2nmolNH3的同时消耗3nmolH2，同时生成3n molH2，该反应达到平衡状态，错误；b．当单位时间内生成6nmolN-H键同时消耗3nmolH-H键反应处于平衡状态，现同时生成2n molH-H键，则平衡向在反应方向移动，正确；c．反应处于任何状态，用N2、H2、NH3的物质的量浓度变化表示的反应速率之比均等于化学计量数之比，为1：3：2，不能确定该反应向正反应方向移动，错误；d．混合气体的平均摩尔质量增大，则平衡向气体体积减小的正反应方向移动，正确；e．混合气体质量不变，容器体积不变，所以容器内的气体密度始终不变，错误；选：bd；（3）①根据题给数据分析，反应进行到2 h时生成氨气0.6mol，结合题给热化学方程式计算放出的热量为27.78 kJ；②根据题给数据分析，0～1 h内N2的物质的量变化为0.1mol，根据公式v=Δn/VΔt计算，平均反应速率为0.05 mol·L－1·h－1；③根据题给数据分析，反应达到平衡后c（NH3）=0.5mol/L，c（N2）=0.5mol/L，c（H2）=1.5mol/L，化学平衡常数K=[NH3]2/[N2][H2]3=0.15；④反应达到平衡后，再加入N2、H2和NH3各1.00 mol，c（NH3）=1mol/L，c（N2）=1mol/L，c（H2）=2mol/L，浓度商Q=0.125＜K，则平衡向正反应方向移动；（4）肼（N2H4）的性质类似于NH3，极易溶于水，与水反应生成一种二元弱碱N2H4•2H2O，电离方程式为：N2H4•2H2O[N2H5•H2O]++OH-。

考点：考查化学平衡及弱电解质的电离平衡。