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[
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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.