氨在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位.請(qǐng)回答有關(guān)氨的下列問(wèn)題:
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+akJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)△H=-bkJ/mol
2H2(g)+O2(g)═2H20(g)△H=-ckJ/mol
則N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)的△H=______;
(2)在一定溫度下,將3molN2氣體和7molH2氣體通入到體積為1L的密閉容器中.當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的80%,則其平衡常數(shù)為_(kāi)_____.改變下列條件,能使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行且平衡常數(shù)不變的是______;
①增大壓強(qiáng) ②增大反應(yīng)物質(zhì)的濃度 ③使用催化劑 ④降低溫度
(3)可以用氯氣來(lái)檢驗(yàn)輸送氨氣的管道是否漏氣,如果漏氣則會(huì)有白煙(成份為氯化銨)生成.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____;
(4)工業(yè)生產(chǎn)氨水的物質(zhì)的量濃度為20mol/L,實(shí)驗(yàn)室若需用80mL濃度為5mol/L的氨水時(shí),需取20mol/L的氨水______mL(用100mL的容量瓶).假如該氨水的pH=a,加入相同體積的鹽酸時(shí),兩溶液恰好反應(yīng),則此鹽酸的pH______14-a(填“大于”“小于”或“等于”).
解:(1)根據(jù)蓋斯定律,化學(xué)反應(yīng)N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)可以由反應(yīng)N
2(g)+O
2(g)═2NO(g)加上4NH
3(g)+5O
2(g)═4NO(g)+6H
2O(g)乘以
再加上反應(yīng)2H
2(g)+O
2(g)═2H
20(g)乘以
獲得,所以N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)的△H=a+
-
kJ/mol,故答案為:a+
-
kJ/mol;
(2)根據(jù)化學(xué)方程式中,反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,設(shè)變化的氮?dú)鉂舛葹閤,
N
2(g)+3H
2(g)?2NH
3(g)
初始濃度:3 7 0
變化濃度:x 3x 2x
平衡濃度:3-x 7-3x 2x
根據(jù)題意則
=80%
解得:x=1
據(jù)K=
=
=
(或0.031),該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)能使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,或者增大反應(yīng)物的濃度能使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,K是溫度的函數(shù),溫度變化會(huì)引起常數(shù)的變化,加入催化劑平衡不移動(dòng),故選①②,故答案為:
(或0.031);①②;
(3)氯氣和氨氣的反應(yīng)方程式為:8NH
3+3Cl
2═N
2+6NH
4Cl,故答案為:8NH
3+3Cl
2═N
2+6NH
4Cl;
(4)根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)的量保持不變,設(shè)需取20mol/L的氨水體積為V,則:20mol/L?V=80mL?5mol/L,解得V=25ml,
氨水的pH=a,則氨水的濃度大于10
a-14,所以消耗相同體積的鹽酸的濃度大于10
a-14,即此鹽酸的pH小于14-a,故答案為:小于;
分析:(1)根據(jù)蓋斯定律可以計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變;
(2)根據(jù)化學(xué)方程式中,反應(yīng)前后的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,列三行計(jì)算來(lái)計(jì)算,根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)平衡移動(dòng)的因素來(lái)回答;
(3)氨氣和氯氣反應(yīng)生成的白煙是氯化銨的固體;
(4)氨水稀釋的前后溶質(zhì)的量保持不變,氨水是弱電解質(zhì),存在電離平衡.
點(diǎn)評(píng):本題是一道綜合知識(shí)題目,考查的角度很廣,難度較大,考查學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力.