合成氨工业对化学工业和国防工业具有重要意义.

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  • 解题思路:(1)①氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子;

    ②酸或碱抑制水电离;

    ③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,结合电荷守恒确定离子浓度大小;

    (2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=

    8.96L

    22.4L/mol]:0.3mol=4:3,根据原子守恒知,生成的另一种物质是NF3

    (3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,利用差量法计算参加反应的氮气,再结合转化率进行计算;

    ②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,①中转化率比②中的高,参加反应的氮气的物质的量较②多;

    ③恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小.

    (1)①氨气和水反应生成一水合氨,一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子,反应方程式为:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,故答案为:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-

    ②氨水溶液呈碱性,抑制水电离,所以c(OH-)<10-7mol/L,故答案为:<;

    ③相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好反应生成氯化铵,氯化铵易水解而使其溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),结合溶液中电荷守恒得c(Cl-)>c(NH4+),所以溶液中离子浓度大小顺序是:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),

    故答案为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-);

    (2)在铜的催化作用下,氨气和氟气反应生成A和B.A为铵盐,为氟化铵,B在标准状况下为气态,在此反应中,若每反应1体积氨气,同时反应0.75体积氟气,氨气和氟气的计量数之比是1:0.75=4:3,若每反应8.96L氨气(标准状况),同时生成0.3molA,则氨气和氟化铵的计量数之比=[8.96L/22.4L/mol]:0.3mol=4:3,根据原子守恒知,生成的另一种物质是NF3

    ①铜作催化剂条件下,氨气和氟气反应生成氟化铵和三氟化氮,反应方程式为:4NH3+3F2

    Cu

    .

    NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜),

    故答案为:4NH3+3F2

    Cu

    .

    NF3+3NH4F(催化剂要注明是铜);

    ②在标准状况下,每生成1mol B,转移电子的物质的量=1mol(3+3)=6mol,故答案为:6;

    (3)①在恒压的密闭容器中,混合气体的物质的量之比等于其体积之比,反应后气体减少的物质的量=[1/3(2+4)mol=2mol,根据方程式知,参加反应的氮气的物质的量=混合气体减少的物质的量的一半=1mol,所以氮气的转化率=

    1mol

    2mol×100%=50%,故答案为:50%;

    ②相同条件下达到平衡时,混合物中各组分的物质的量与①中平衡相同,说明两平衡为完全等效平衡,平衡时氨气的物质的量相同,由于②中起始含有cmol NH3,故②中反应生成的氨气比①少,①中参加反应的氮气的物质的量较②多,所以放出的热量①>(2),故答案为:>;

    ③恒容条件下反应,随着反应的进行,气体的物质的量逐渐减小,则压强逐渐减小,抑制平衡向正反应方向移动,所以恒容条件下的转化率较小,氨气的浓度较小,故答案为:>.

    点评:

    本题考点: 弱电解质在水溶液中的电离平衡;氧化还原反应的计算;化学平衡建立的过程.

    考点点评: 本题考查较综合,涉及平衡移动原理、离子浓度大小的比较等知识点,这些都是学习难点,注意分析恒容和恒压条件下物质转化率的不同点,为易错点.

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