Question

合成氨工業(yè)對化學工業(yè)和國防工業(yè)具有重要意義．
（1）常溫下氨氣極易溶于水，其水溶液可以導電．
①用方程式表示氨氣溶于水的過程中存在的可逆過程______
②氨水中水電離出的c（OH^-）______10^-7mol/L（填寫“＞”、“＜”或“=”）
③將相同體積、相同物質的量濃度的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到依次為______．
（2）氨氣具有還原性，在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應生成A和B．A為銨鹽，B在標準狀況下為氣態(tài)．在此反應中，若每反應1體積氨氣，同時反應0.75體積氟氣；若每反應8.96L氨氣（標準狀況），同時生成0.3molA．
①寫出氨氣和氟氣反應的化學方程式______  NF₃+3NH₄F（催化劑要注明是銅）

Answer 1

【答案】分析：（1）①氨氣和水反應生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子和氫氧根離子；
②酸或堿抑制水電離；  
③相同體積、相同物質的量濃度的氨水和鹽酸恰好反應生成氯化銨，氯化銨易水解而使其溶液呈酸性，結合電荷守恒確定離子濃度大小；
（2）在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應生成A和B．A為銨鹽，為氟化銨，B在標準狀況下為氣態(tài)，在此反應中，若每反應1體積氨氣，同時反應0.75體積氟氣，氨氣和氟氣的計量數之比是1：0.75=4：3，若每反應8.96L氨氣（標準狀況），同時生成0.3molA，則氨氣和氟化銨的計量數之比=：0.3mol=4：3，根據原子守恒知，生成的另一種物質是NF₃；
（3）①在恒壓的密閉容器中，混合氣體的物質的量之比等于其體積之比，利用差量法計算參加反應的氮氣，再結合轉化率進行計算；
②相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與①中平衡相同，說明兩平衡為完全等效平衡，①中轉化率比②中的高，參加反應的氮氣的物質的量較②多；
③恒容條件下的轉化率較小，氨氣的濃度較�。�
解答：解：（1）①氨氣和水反應生成一水合氨，一水合氨電離生成銨根離子和氫氧根離子，反應方程式為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，故答案為：NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-；
②氨水溶液呈堿性，抑制水電離，所以c（OH^-）＜10^-7mol/L，故答案為：＜；  
③相同體積、相同物質的量濃度的氨水和鹽酸恰好反應生成氯化銨，氯化銨易水解而使其溶液呈酸性，所以c（H⁺）＞c（OH^-），結合溶液中電荷守恒得c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），所以溶液中離子濃度大小順序是：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應生成A和B．A為銨鹽，為氟化銨，B在標準狀況下為氣態(tài)，在此反應中，若每反應1體積氨氣，同時反應0.75體積氟氣，氨氣和氟氣的計量數之比是1：0.75=4：3，若每反應8.96L氨氣（標準狀況），同時生成0.3molA，則氨氣和氟化銨的計量數之比=：0.3mol=4：3，根據原子守恒知，生成的另一種物質是NF₃；
①銅作催化劑條件下，氨氣和氟氣反應生成氟化銨和三氟化氮，反應方程式為：4NH₃+3F₂ NF₃+3NH₄F（催化劑要注明是銅），
故答案為：4NH₃+3F₂ NF₃+3NH₄F（催化劑要注明是銅）；
②在標準狀況下，每生成1mol B，轉移電子的物質的量=1mol（3+3）=6mol，故答案為：6；
（3）①在恒壓的密閉容器中，混合氣體的物質的量之比等于其體積之比，反應后氣體減少的物質的量=，根據方程式知，參加反應的氮氣的物質的量=混合氣體減少的物質的量的一半=1mol，所以氮氣的轉化率=，故答案為：50%；
②相同條件下達到平衡時，混合物中各組分的物質的量與①中平衡相同，說明兩平衡為完全等效平衡，平衡時氨氣的物質的量相同，由于②中起始含有cmol NH₃，故②中反應生成的氨氣比①少，①中參加反應的氮氣的物質的量較②多，所以放出的熱量①＞（2），故答案為：＞；
③恒容條件下反應，隨著反應的進行，氣體的物質的量逐漸減小，則壓強逐漸減小，抑制平衡向正反應方向移動，所以恒容條件下的轉化率較小，氨氣的濃度較小，故答案為：＞．
點評：本題考查較綜合，涉及平衡移動原理、離子濃度大小的比較等知識點，這些都是學習難點，注意分析恒容和恒壓條件下物質轉化率的不同點，為易錯點．