Question

利用氮?dú)�、氫氣在一定條件下生成氨氣這一可逆反應(yīng)來(lái)合成氨，是一個(gè)重要的化工反應(yīng)。常用來(lái)生產(chǎn)液氨和氨水。
完成下列填空：
（1）如圖表示合成氨時(shí)生成1mol生成物時(shí)的能量變化，E的單位為kJ。請(qǐng)寫出合成氨的熱化學(xué)方程式____________________。

（熱量用E₁、E₂或E₃表示）。該圖中的實(shí)線與虛線部分是什么反應(yīng)條件發(fā)生了變化？
（2）在一定溫度下，若將4a mol H₂和2amol N₂放入VL的密閉容器中，5分鐘后測(cè)得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%，則該段時(shí)間用H₂表示的反應(yīng)速率為__________摩爾/(升?秒)。若此時(shí)再向該容器中投入a mol H₂、amol N₂和2amol NH₃，判斷平衡移動(dòng)的方向是_____（填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）
（3）液氨和水類似，也能電離：2NH₃NH₄⁺+ NH₂^－，某溫度時(shí)，其離子積K=2×l0^-30。該溫度下：①將少量NH₄Cl固體加入液氨中，K____________2×10^-30（填“＜”、“＞”或“=”）；②將少量金屬鈉投入液氨中，完全反應(yīng)后所得溶液中各微粒的濃度大小關(guān)系為：_______
（4）工廠生產(chǎn)的氨水作肥料時(shí)需要稀釋。用水稀釋0．1mol/L稀氨水時(shí)，溶液中隨著水量的增加而減少的是

A．c(NH4+)/c(NH3?H2O)	B．c(NH3?H2O)/c(OH-)
C．c(H+)/c(NH4+)	D．c(OH-)/c(H+)

Answer 1

（1）N₂(g)+3H₂(g)  2NH₃(g)+2(E₃-E₁)kJ/mol; 催化劑
（2）0．01a/v ; 正向移動(dòng)
（3）=；c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）
（4）B、D

試題分析：
（1）根據(jù)題意及圖像可知該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)+2(E₃-E₁)kJ/mol;改變某一條件，降低了反應(yīng)的活化能，使很多原來(lái)不能反應(yīng)的分子變?yōu)榛罨�分子，提高了活化分子的百分比率，反�?yīng)速率加快。這是催化劑的作用。
（2）5分鐘后測(cè)得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%,則?n(N₂)=amol,則?n(H₂)=3amol,所以V(H₂)= (?n(H₂)÷v)÷ ?t="3amol÷" Vl÷5min×60s/min=0．01a/vmol/(L·s)．根據(jù)反應(yīng)方程式N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)可知達(dá)平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量為n(N₂)=amol；n(H₂)="amol" n(NH₃)=2amol．若在此時(shí)再向該容器中投入a mol H₂、amol N₂和2amol NH₃。相當(dāng)于將容器的容積壓縮至原來(lái)的一半。由于壓強(qiáng)增大的影響大于濃度增大的影響，所以增大壓強(qiáng)。化學(xué)平衡向氣體體積減小的反應(yīng)方向移動(dòng)。由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，所以在此時(shí)再向該容器中投入a mol H₂、amol N₂和2amol NH₃，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。
（3）離子積K只與溫度有關(guān)，而與其它條件無(wú)關(guān)。由于溫度沒變，所以K不會(huì)變化，還等于2×10^-30。②在液氨中存在電離平衡2NH₃NH₄⁺+ NH₂^－。若將少量金屬鈉投入液氨中，發(fā)生反應(yīng)2Na+ 2NH₄⁺=2NaNH₂+H₂↑．由于消耗了NH₄⁺，破壞了電離平衡，促使NH₃向電離的方向移動(dòng)。最終達(dá)到平衡。由于NH₃的電離程度是很微弱的。所以完全反應(yīng)后所得溶液中各微粒的濃度大小關(guān)系為：c（NH₃）＞c（NH₂^-）＞c（Na⁺）＞c（NH₄⁺）。
（4）在氨水中存在電離平衡：NH₃·H₂ONH₄⁺+OH^-。用水稀釋0．1mol/L稀氨水時(shí)。若平衡不移動(dòng)，c(NH₃?H₂O)、c(NH₄⁺)、c(OH^-)都減小。但加水稀釋時(shí)平衡向電離的方向移動(dòng)，c(NH₃?H₂O)進(jìn)一步減小，c(NH₄⁺)、c(OH^-)的濃度在減小的基礎(chǔ)上又略有增加。但由于在溶液中存在水的電離平衡H₂OH⁺ +OH^-。c(H⁺)·c(OH^-)=Kw，c(OH^-)減小，所以c(H⁺)增大。所以c(NH₄⁺)/c(NH₃?H₂O)增大；A錯(cuò)誤。(NH₃?H₂O)/c(OH^-)減小；B正確。C．c(H⁺)/c(NH₄⁺)增大。錯(cuò)誤。D．c(OH^-)/c(H⁺)減小，正確。故選項(xiàng)為B、D。