Question

（2012?菏澤二模）合成氨反應(yīng)（N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g））在工業(yè)生產(chǎn)中的大量運用，滿足了人口的急劇增長對糧食的需求，也為化工生產(chǎn)提供了足夠的原料．按要求回答下
列問題：
（1）合成氨反應(yīng)的能量變化如圖所示，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方式為：

N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol

．
（2）在溫度恒定為298K，體積恒定為10L的密閉容器中加入氫氣、氮氣的物質(zhì)的量分別為0.7mol、0.6mol，平衡時測得氮氣的轉(zhuǎn)化率為

1

3

，則此溫度下題給該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

4×10⁴

．
（3）標況下，若將22.4mL的氨氣通入100mLpH為2的鹽酸中，則溶液中各離子濃度的順序由大到小為

c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）

．
（4）將氨氣通入盛有CaSO₄懸濁液的沉淀池中，再通入足量的CO₂，過濾后即可得到（NH₄）₂SO₄．該過程的化學(xué)方程式為

CaSO₄+2NH₃+2CO₂+2H₂O=Ca（HCO₃）₂↓+（NH₄）₂SO₄

，由此可知K_sp（CaSO₄）

大于

K_sp（CaCO₃）（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖象分析判斷，反應(yīng)焓變=斷裂化學(xué)鍵吸收能量-反應(yīng)物形成化學(xué)鍵放出能量=508-600=-92KJ/mol；依據(jù)熱化學(xué)方程式書寫，標注物質(zhì)聚集狀態(tài)和對應(yīng)反應(yīng)焓變；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念計算得到；
（3）依據(jù)1molNH₃和10^-3molHCl反應(yīng)生成NH₄Cl，氨氣過量分析判斷溶液中離子濃度；
（4）依據(jù)將氨氣通入盛有CaSO₄懸濁液的沉淀池中，再通入足量的CO₂，過濾后即可得到（NH₄）₂SO₄．反應(yīng)是生成硫酸銨和碳酸氫鈉，配平書寫化學(xué)方程式；依據(jù)沉淀轉(zhuǎn)化分析判斷溶度積常數(shù)大小，氨氣在溶液中與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸銨，過濾可得（NH₄）₂SO₄，沉淀為CaCO₃，說明CaCO₃更難溶，CaSO₄與CaCO₃的構(gòu)成類型相同為AB型，相同類型溶解度越小，溶度積越小．；

解答：解：（1）體積圖象分析可知反應(yīng)的焓變?yōu)?92KJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol；
（2）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算，體積恒定為10L的密閉容器，平衡時測得氮氣的轉(zhuǎn)化率為

1

3

，
               N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）   0.6      0.7      0
轉(zhuǎn)化量（mol）   0.6×

1

3

   0.6     0.4
平衡量（mol）   0.4      0.1      0.4
K=

c2(NH3)

c(N2)c3(H2)

=

( 0.4 10 )2

( 0.4 10 )×( 0.1 10 )3

=4×10⁴；
故答案為：4×10⁴；
（3）1molNH₃和10^-3molHCl反應(yīng)生成NH₄Cl，溶液中氯化銨物質(zhì)的量為10^-3mol，一水合氨物質(zhì)的量1-0.001=0.999mol；所以溶液中離子濃度大小為：c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）；
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）；
（4）將氨氣通入盛有CaSO₄懸濁液的沉淀池中，再通入足量的CO₂，過濾后即可得到（NH₄）₂SO₄．沉淀為CaCO₃，說明CaCO₃更難溶，CaSO₄與CaCO₃的構(gòu)成類型相同為AB型，相同類型溶解度越小，溶度積越小，故Ksp（CaSO₄）＞Ksp（CaCO₃），該過程的化學(xué)方程式為：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；
故答案為：CaSO₄+2NH₃+CO₂+H₂O=CaCO₃↓+（NH₄）₂SO₄；＞；

點評：本題考查熱化學(xué)方程式書寫方法，化學(xué)平衡的計算應(yīng)用，平衡常數(shù)概念計算，溶液中離子濃度大小比較，沉淀轉(zhuǎn)化原理的分析應(yīng)用，題目難度中等．