Question

合成氨反應（N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g））在工業生產中的大量運用，滿足了人口的急劇增長對糧食的需求，也為化工生產提供了足夠的原料．按要求回答下
列問題：
（1）合成氨反應的能量變化如圖所示，則該反應的熱化學方式為：    ．
（2）在溫度恒定為298K，體積恒定為10L的密閉容器中加入氫氣、氮氣的物質的量分別為0.7mol、0.6mol，平衡時測得氮氣的轉化率為，則此溫度下題給該反應的平衡常數K=    ．
（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    ．
（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．該過程的化學方程式為    ，由此可知K_sp（CaSO₄）    K_sp（CaCO₃）（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

【答案】分析：（1）依據圖象分析判斷，反應焓變=斷裂化學鍵吸收能量-反應物形成化學鍵放出能量=508-600=-92KJ/mol；依據熱化學方程式書寫，標注物質聚集狀態和對應反應焓變；
（2）依據化學平衡三段式列式計算平衡濃度，結合平衡常數概念計算得到；
（3）依據1molNH₃和10^-3molHCl反應生成NH₄Cl，氨氣過量分析判斷溶液中離子濃度；
（4）依據將氨氣通入盛有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．反應是生成硫酸銨和碳酸氫鈉，配平書寫化學方程式；依據沉淀轉化分析判斷溶度積常數大小，氨氣在溶液中與二氧化碳反應生成碳酸銨，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的焓變為-92KJ/mol，反應的熱化學方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92KJ/mol；
（2）依據化學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化率為，
               N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
起始量（mol）   0.6      0.7      0
轉化量（mol）   0.6×   0.6     0.4
平衡量（mol）   0.4      0.1      0.4
K===4×10⁴；
故答案為：4×10⁴；
（3）1molNH₃和10^-3molHCl反應生成NH₄Cl，溶液中氯化銨物質的量為10^-3mol，一水合氨物質的量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：本題考查熱化學方程式書寫方法，化學平衡的計算應用，平衡常數概念計算，溶液中離子濃度大小比較，沉淀轉化原理的分析應用，題目難度中等．