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：

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

（共18分）（1）① k＝c(NH3)∙c(HI) (2分 ) ② 不移动 (2分 ) 变浅(2分 )

（2） b、d (2分 )

（3）①27.78 (2分 ) ②0.05 (2分 ) ③0.15 (2分 ) ④正反应(2分 )

（4）N2H4·2H2O [N2H5·H2O]+ + OH－ (2分 )

【解析】

试题分析：（1）① 反应NH4I(s) NH3(g) + HI(g) 平衡常数表达式是k＝c(NH3)∙c(HI) ② 反应2HI(g) H2(g) + I2(g)由于是反应前后气体体积相等的反应，达到平衡后，扩大容器体积，2HI(g) H2(g) + I2(g)不移动。由于容器的容积扩大，所以达到新的平衡时容器内颜色变浅；（2）a.单位时间内生成2n mol NH3的同时生成3n mol H2，则反应处于平衡状态，错误； b.单位时间内生成6n mol N—H键的同时生成2n mol H—H键，则反应正向进行，正确；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是任何状态下都存在的状态，不能确定反应进行的方向或程度，错误；d.由于第一个反应是气体体积增大的反应，如果反映未达到平衡状态，反应正向进行，则混合气体的质量增大，由更高的固体变为气体，混合气体的物质的量不变，所以混合气体的平均摩尔质量增大，正确；e.无论反应是否处于平衡状态，容器内的气体密度不变，因此不能确定反应进行的方向，错误。（3）①根据方程式可知1mol的氮气完全反应放出热量是92.60 kJ，反应进行到2 h时N2发生反应消耗了0.3mol，则放出的热量为92.60 kJ/mol×0.3mol=27.78KJ；②0～1 h内H2的平均反应速率为V(H2)=(4.50-4.20)mol÷2 L÷1h=0.15(mol/L∙h)，由于V(H2)=3V(N2)，所以V(N2)= V(H2) ÷3=0.05(mol/L∙h)，③当反应达到平衡时，c(N2)=0. 5mol/L c(H2)=1. 5mol/L, c(NH3)=0. 5mol/L,此温度下该反应的化学平衡常数K＝0.15; 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，则由于反应物的浓度增大的多，所以化学平衡将向正反应方向移动；（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在溶液中分步电离，水溶液显碱性是由于存在电离平衡：N2H4·2H2O [N2H5·H2O]+ + OH－。

考点：考查化学反应速率、化学平衡移动、反应的化学平衡常数的计算、移动方向、物质的溶液的酸碱性的原因分析的知识。