Question

运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究：

(1)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C（s）+H₂O（g）H₂（g） + CO（g）  △H=+131.3kJ/mol，△S=+133.7J/(mol·K)，该反应在低温下_______（填“能”或“不能”）自发进行。

(2)已知在 400℃时，N₂（g） + 3H₂（g）   2NH₃（g）的 K=0．5

①在400℃时，2NH₃（g） N₂（g） + 3H₂（g）的 K'=_________（填数值）。

②400℃时，在 0.5L 的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得 N₂、H₂、NH₃ 的物质的量分别为 2mol、1mol、2mol，则此时反应 v（N₂）_正_____________ v（N₂）_逆（填 “＞”、“＜”、“=”或“不能确定”）。

③已 知 H—H 键 键 能 为 436kJ/mol ， N—H 键 键 能 为 391kJ/mol ， N N 键 键 能 为945.6kJ/mol，则反应N₂（g）+ 3H₂（g）2NH₃（g）的△H= ____________。若在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氩气，则平衡_____________（填“向左”、 “向右”或“不”）移动；使用催化剂_____________（填“增大”、“减小”或“不改变”）反 应的△H。

(3)在 25℃下，将 a mol/L 的氨水和 0.01mol/L 的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中的 c（NH₄⁺）=c（Cl^-），则溶液显__________（填“酸”、“碱”或“中”）性；用含 a 的代数式表示 NH₃•H₂O 电离常数 K_b= ______________________________________。

Answer

不能 2 = 向左 不改变 中

【解析】

(1)，在低温时该值大于0，所以不能在低温下自发进行，答案为：不能；

(2)N2（g） + 3H2（g）2NH3（g）与2NH3（g）N2（g） + 3H2（g）互为可逆反应，平衡常数互为倒数，K'=2；一段时间后，测得N2、H2、NH3 的物质的量浓度分别为4 mol/L，2mol/L，4mol/L，，所以该状态是平衡状态，正逆反应速率相等；根据键能大小直接计算反应焓变；在恒温、恒压条件下，向平衡体系中通入氩气，体积增大，相当于压强减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，向左移动；催化剂不改变反应的焓变；答案为：2；=；；向左；不改变；

(3)根据电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，已知c(NH4+)=c(Cl-)，所以c(H+)=c(OH-)，显中性；此溶液中，c(NH4+)=c(Cl-)=0.005 mol/L，c(H+)=c(OH-)=；；NH3•H2O电离常数；答案为：中；。