Question

Ⅰ．已知常溫下，氨水中NH₃?H₂O的電離平衡常數：K=1.6×10^-5；若NH₃?H₂O的起始濃度為1mol?L^-1[提示：NH₃?H₂O的電離平衡常數很小，平衡時的c（NH₃?H₂O）可近似視為仍等于1mol?L^-1]；則平衡時c（OH^-）=

4×10^-3mol/L

．
Ⅱ．在一定溫度下，向一個5L的密閉容器中，通入2mol N₂和8mol H₂及固體催化劑，使之反應．
已知：N₂（g）+3H₂（g）

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃（g）△H=-92.2kJ?mol^-1．平衡時容器內氣體壓強為起始時的80%．
（1）計算平衡時容器內NH₃的體積分數為

25%

，該溫度下該反應的平衡常數為：

12.5

．
（2）該過程達到平衡時，放出熱量為

B

（填序號）．
A．大于92.2kJ    B．等于92.2kJ    C．小于92.2kJ    D．可能大于或小于或等于92.2kJ
（3）在相同容器中，降低溫度，通入2mol NH₃和1mol H₂及固體催化劑，反應達到平衡時NH₃的體積分數是否為1/4，下列判斷正確的是

D

（填序號）．
A．一定等于

1

4

        B．一定大于

1

4

      C．一定小于

1

4

       D．可能大于或小于或等于

1

4

．

Answer 1

分析：Ⅰ、一水合氨發生電離NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，令平衡時溶液中c（OH^-）=xmol/L，則c（NH₄⁺）=xmol/L，c（NH₃?H₂O）=1mol/L-xmol/L≈1mol/L，代入電離平衡常數Ka=

c (NH + 4 )?c(OH-)

c(NH3?H2O)

計算；
Ⅱ、（1）令平衡時參加反應N₂的物質的量為xmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質的量，利用壓強之比等于物質的量之比，結合平衡時容器內氣體壓強為起始時的80%列方程計算x的值，進而計算氨氣的體積分數．計算平衡時各組分的平衡濃度，代入平衡常數k=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

計算平衡常數；
（2）根據（1）計算可知參加反應的n（N₂），結合熱化學方程式計算放出的熱量；
（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”相當于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應進行，該措施使NH₃體積分數減�。畬υ�平衡體系降溫，平衡向正反應移動，該措施使NH₃體積分數增大．兩措施對NH₃體積分數的影響不一致，導致NH₃體積分數可能大于、小于或等于

1

4

．

解答：解：Ⅰ、一水合氨發生電離NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，令平衡時溶液中c（OH^-）=xmol/L，則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，故答案為：4×10^-3mol/L；
Ⅱ、（1）令平衡時參加反應N₂的物質的量為xmol，利用三段式表示出平衡時各組分的物質的量：
              N₂（g）+3H₂（g）

催化劑 .

高溫高壓

2NH₃（g）
開始（mol）：2         8               0
變化（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，所以平衡時容器內NH₃的體積分數為

2mol

10mol×80%

×100%=25%．
平衡時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，該溫度下該反應的平衡常數k=

0.42

0.2×0.43

=12.5，
故答案為：25%；12.5；
（2）根據（1）可知參加反應的n（N₂）=1mol，所以放出的熱量為1mol×92.2kJ?mol^-1=92.2kJ，故選：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”相當于對原平衡體系減壓，平衡向逆反應進行，該措施使NH₃體積分數減小．對原平衡體系降溫，平衡向正反應移動，該措施使NH₃體積分數增大．兩措施對NH₃體積分數的影響不一致，導致NH₃體積分數可能大于、小于或等于

1

4

，
故選D．

點評：本題考查化學平衡的有關計算、等效平衡與平衡移動、平衡常數、電離平衡常數的計算等，難度中等，注意對平衡常數的計算與理解．