Question

Ⅰ合成氨在工业上有重要用途，原料氢气来源于天然气。完成下列填空：

(1)天然气中的H₂S杂质常用氨水吸收，产物为NH₄HS，若恰好完全反应，则该溶液中存在____个平衡。

(2)一定条件下向NH₄HS溶液中通入富氧空气(含氧体积分数50%)，得到单质硫并使吸收液再生，写出该反应的化学方程式：___________________。当消耗标况下22.4升富氧空气时，有________mol电子转移。

(3)H₂来自于天然气：CH₄(g)+ H₂O(g)3H₂(g)+CO(g)。如果该反应在恒容密闭容器中进行，能说明其达到化学平衡状态的是________。(选填编号)

a．υ正(H₂)∶υ逆(CO)=3∶1           b．气体密度不再改变

c．c(H₂)∶c(CO) =3∶1               d．气体的平均相对分子质量保持不变

Ⅱ氨水是实验室常用的弱碱。

(4)在25℃时，将a mol/L氨水与0.01 mol/L盐酸等体积混合，平衡时，溶液中c(NH₄⁺)＝c(Cl^－)，则溶液显_____(填“酸”、“碱”或“中”)性；amol/LNH₄Cl与a mol/L氨水等体积混合(pH＞7)，混合溶液中微粒的物质的量浓度由大到小顺序：___________。

(5)25℃时CH₃COOH和NH₃·H₂O的电离常数相等，现向10 mL浓度为0.1mol/L的CH₃COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中___________。　(选填编号)

a．水的电离程度始终增大

b．正好生成CH₃COONH₄时，与纯水中H₂O的电离程度相同

c．常温下等浓度的NH₄Cl和CH₃COONa两溶液的pH之和为14

d．当加入氨水的体积为10 mL时，c(NH₄⁺)＝c(CH₃COO^－)

(6)往CaCl₂溶液中通入CO₂至饱和，无明显现象，再通一定量氨气后有白色沉淀，请用电离平衡理论解释上述现象：__________________________。

Answer

4 2NH4HS+O2→2 NH3·H2O+2S↓ 2 ad 中 c(NH4＋)＞c(Cl－)＞c(NH3·H2O)＞c(OH－)＞c(H＋) cd 饱和碳酸溶液中电离出的碳酸根离子很少，所以没有沉淀，加入氨水后促进碳酸电离，碳酸根离子浓度增大，产生沉淀

【解析】

Ⅰ(1)H2S电离产生氢离子和硫氢根离子、硫氢根离子电离产生氢离子和硫离子、氨水电离产生铵根离子和氢氧根离子、水电离产生氢离子的氢氧根离子；

(2)NH4HS溶液中通入富氧空气（含氧体积分数50%），得到单质硫，所以反应方程式为：2NH4HS+O2═2NH3•H2O+2S↓；当消耗标况下22.4升富氧空气时氧气的体积为11.2L，所以氧气的物质的量为0.5mol；

(3)根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；

Ⅱ(4)在25℃下，平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=0.005mol/L，根据物料守恒得n（NH3．H2O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L，溶液呈中性；amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合（pH>7），说明氨水的电离为主，溶液呈碱性，所以判断离子浓度大小关系；

(5)a．开始时，溶液的酸性逐渐减弱，水的电离程度逐渐增大，当氨水过量后，溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大，水的电离程度逐渐减小；

b．正好生成CH3COONH4时，醋酸根和铵根离子水解对水的电离起促进作用，所以与纯水中H2O的电离程度不相同；

c．常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的，水解程度相同，而氯化铵水解呈酸性，醋酸钠水解呈碱性，所以pH之和为14；

d．CH3COOH和NH3•H2O的电离常数相等，氨水与醋酸的浓度、体积相等时，溶液显示中性，根据电荷守恒可知c(NH4+)=c(CH3COO-)；

(6)通入一定量的NH3后使溶液呈碱性，能够生成NH4Cl，饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32-很少，因此没有沉淀．加入氨水后，促进H2CO3的电离，CO32-离子浓度增大，有沉淀产生。

(1)H2S电离产生氢离子和硫氢根离子、硫氢根离子电离产生氢离子和硫离子、氨水电离产生铵根离子和氢氧根离子、水电离产生氢离子的氢氧根离子，所以存在4个平衡； (2)NH4HS溶液中通入富氧空气(含氧体积分数50%)，得到单质硫，所以反应方程式为：2NH4HS+O2═2NH3∙H2O+2S↓，当消耗标况下22.4升富氧空气时氧气的体积为11.2L，所以氧气的物质的量为0.5mol，所以转移电子数为：0.5mol×4=2mol；

(3)a．υ正(H2):υ逆(CO)=3:1，正反应和逆反应速率相等，达平衡状态，故a正确；           

b．由于是恒容，密度等于质量除以体积，故气体密度一直不变，故b错误；

c．c(H2):c(CO)=3:1，而不是不变，故c错误；               

d．气体的平均相对分子质量保持不变，说明气体的物质的量不变，达平衡状态，故d正确；

答案选：ad；

Ⅱ(4)在25℃下，平衡时溶液中c(NH4+)=c(Cl−)=0.005mol/L，根据物料守恒得c(NH3·H2O)=(0.5a−0.005)mol/L，根据电荷守恒得c(H+)=c(OH−)=10−7mol/L，溶液呈中性，amol/LNH4Cl与a mol/L氨水等体积混合(pH＞7)，说明氨水的电离为主，溶液呈碱性，所以离子浓度大小为：c(NH4+)＞c(Cl−)＞c(NH3⋅H2O)＞c(OH−)＞c(H+)；

(5)a．酸溶液、碱溶液抑制了水的电离，溶液显示中性前，随着氨水的加入，溶液中氢离子浓度逐渐减小，水的电离程度逐渐增大；当氨水过量后，随着溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大，水的电离程度逐渐减小，所以滴加过程中，水的电离程度先增大后减小，故a错误；

b．正好生成CH3COONH4时,醋酸根和铵根离子水解对水的电离起促进作用,所以与纯水中H2O的电离程度不相同，故b错误；

c．常温下等浓度的NH4Cl和CH3COONa两溶液的，水解程度相同，而氯化铵水解呈酸性，醋酸钠水解呈碱性，所以pH之和为14，故c正确；

d．当加入氨水的体积为10mL时，醋酸和一水合氨的物质的量相等，由于二者的电离常数相等，所以溶液显示中性，c(H+)=c(OH−)，根据电荷守恒可知：c(NH4+)=c(CH3COO−)，故d正确；

答案选cd；

(3)通入一定量的NH3后使溶液呈碱性，能够生成NH4Cl，饱和H2CO3溶液中电离产生的CO32−很少，因此没有沉淀。加入氨水后，促进H2CO3的电离，CO32−离子浓度增大，有沉淀产生。