Question

Ⅰ．已知常温下，氨水中NH3•H2O的电离平衡常数：K=1.6×10-5；若NH3•H2O的起始浓度为1mol•L-1[

Answer 1

解题思路：Ⅰ、一水合氨发生电离NH₃•H₂O⇌NH₄⁺+OH^-，令平衡时溶液中c（OH^-）=xmol/L，则c（NH₄⁺）=xmol/L，c（NH₃•H₂O）=1mol/L-xmol/L≈1mol/L，代入电离平衡常数Ka=

c

(NH

+

4

)•c

(OH

−

)

c

(NH

3

•H

2

O)

计算；

Ⅱ、（1）令平衡时参加反应N₂的物质的量为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量，利用压强之比等于物质的量之比，结合平衡时容器内气体压强为起始时的80%列方程计算x的值，进而计算氨气的体积分数．计算平衡时各组分的平衡浓度，代入平衡常数k=

c

2

(NH

3

)

c

(N

2

)

•c

3

(H

2

)

计算平衡常数；

（2）根据（1）计算可知参加反应的n（N₂），结合热化学方程式计算放出的热量；

（3）“2 mol NH₃、1 mol H₂”等效于“1 mol N₂、4 mol H₂”．在相同容器中，改用“1 mol N₂、4 mol H₂”相当于对原平衡体系减压，平衡向逆反应进行，该措施使NH₃体积分数减小．对原平衡体系降温，平衡向正反应移动，该措施使NH₃体积分数增大．两措施对NH₃体积分数的影响不一致，导致NH₃体积分数可能大于、小于或等于[1/4]．

Ⅰ、一水合氨发生电离NH₃•H₂O⇌NH₄⁺+OH^-，令平衡时溶液中c（OH^-）=xmol/L，则c（NH₄⁺）=xmol/L，c（NH₃•H₂O）=1mol/L-xmol/L≈1mol/L，所以[x×x/1]=1.6×10^-5，

解得x=4×10^-3，故答案为：4×10^-3mol/L；

Ⅱ、（1）令平衡时参加反应N₂的物质的量为xmol，利用三段式表示出平衡时各组分的物质的量：

N₂（g）+3H₂（g）

催化剂

.

高温高压2NH₃（g）

开始（mol）：2 8 0

变化（mol）：x 3x 2x

平衡（mol）：2-x 8-3x 2x

所以（2-x+8-3x+2x）=（2+8）×80%

解得x=1，所以平衡时容器内NH₃的体积分数为[2mol/10mol×80%]×100%=25%．

平衡时c（N₂）=[2mol−1mol/5L]=0.2mol/L，c（H₂）=[8mol−3×2mol/5L]=0.4mol/L，c（N₂）=[2×1mol/5L]=0.4mol/L，该温度下该反应的平衡常数k=

0.42

0.2×0.43=12.5，

故答案为：25%；12.5；

（2）根据（1）可知参加反应的n（N₂）=1mol，所以放出的热量为1mol×92.2kJ•mol^-1=92.2kJ，故选：B；

（3）“2 mol NH₃、1 mol H₂”等效于“1 mol N₂、4 mol H₂”．在相同容器中，改用“1 mol N₂、4 mol H₂”相当于对原平衡体系减压，平衡向逆反应进行，该措施使NH₃体积分数减小．对原平衡体系降温，平衡向正反应移动，该措施使NH₃体积分数增大．两措施对NH₃体积分数的影响不一致，导致NH₃体积分数可能大于、小于或等于[1/4]，

故选D．

点评：

本题考点： 化学平衡的计算．

考点点评： 本题考查化学平衡的有关计算、等效平衡与平衡移动、平衡常数、电离平衡常数的计算等，难度中等，注意对平衡常数的计算与理解．