Question

氮及其化合物在工農業生產、生活中有者重要作用。請回答下列問題：

（1）圖1是1molNO₂和1molCO反應生成CO₂和NO過程中能星變化示意圖(a、b均大于0，)且知:2CO(g)+2NO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)△H=-ckJ·mol^-1（c>0）
請寫出CO將NO₂還原至N₂時的熱化學方程式____________；
（2）圖2是實驗室在三個不同條件的密閉容器中合成氨時，N₂的濃度隨時間的變化曲線(以a、b、c表示）。已知三個條件下起始加入濃度均為：c(N₂)=0.1mol·L^-1，c(H₂)=0.3mol·L^-1；合成氨的反應：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H<0
①計算在a達平衡時H₂的轉化率為______；
②由圖2可知，b、c各有一個條件與a不同，則c的條件改變可能是______；
試寫出判斷b與a條件不同的理由____________；
（3）利用圖2中c條件下合成氨（容積固定）。已知化學平衡常數K與溫度(T)的關系如下表:

①試確定K₁的相對大小，K₁______4.1x10⁶(填寫“>”“-”或“<”）
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態的依據的 是______(填序號字母）。
A．容器內NH₃的濃度保持不變  B．2v(N₂)(正）=v(H₂)(逆）
C．容器內壓強保持不變   D．混合氣體的密度保持不變
（4）①NH₄Cl溶液呈酸性的原因是(用離子反應方程式表示 )______。
②25⁰C時，將pH=x氨水與pH=y的疏酸(且x+y=14,x>11)等體積混合后，所得溶液中各種離子的濃度關系正確的是
A．[SO₄^2-]>[NH₄⁺]>[H⁺]>[OH^-]
B．[NH₄⁺]>[SO₄^2-]>[OH^-]>[H⁺]
C．[NH₄⁺]+[H⁺]>[OH^-]+[SO₄^2-]
D．[NH₄⁺]>[SO₄^2-]>[H⁺]>[OH^-]

Answer 1

(12分)
（1）4CO(g)+2NO₂(g)=4CO₂(g)+N₂(g)△H=-(2b+c-2a)kJ·mol(2分)
或4CO(g)+2NO₂(g)=4CO₂(g)+N₂(g)△H=(2a-2b-c)kJ·mol等
（2）①40%(2分)
②升高溫度(1分)；因為加入催化劑能縮短達到平衡的時間，但化學平衡不移動，所以b、a兩條件下達到平衡是N₂的濃度相同（或其他合理答案）(2分)。
（3）<(1分)；AC(2分)；
（4）①NH+4+H₂O=NH₃·H₂O+H⁺(2分)
②BC(2分)

解析試題分析：。
（1）根據題干信息可以得到：①式NO₂(g)+CO(g)=CO₂(g)+NO(g)△H=-（b-a）kJ·mol，結合②式：2CO(g)+2NO(g)=N₂(g)+2CO₂(g)△H=-ckJ·mol^-1（c>0），由①×2+②得CO將NO₂還原至N₂時的熱化學方程式：4CO(g)+2NO₂(g)=4CO₂(g)+N₂(g)△H=-(2b+c-2a)kJ·mol
（2）①平衡時氮氣的濃度為0.06mol/L，轉化的量為0.04mol/L，根據計量數之比H₂轉化的量為0.12mol/L，H₂的轉化率為0.12mol/L÷0.30mol/L×100%=40%；②升高溫度合成氨的反應：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H<0為放熱反應，氮氣的轉化率下降，縮短了到達平衡的時間，有可能。因為加入催化劑能縮短達到平衡的時間，但化學平衡不移動，所以b、a兩條件下達到平衡使N₂的濃度相同。
（3）①合成氨的反應：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)△H<0為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，K會減小；②平衡時，各物質的量不變，所以A.容器內NH₃的濃度保持不變，正確。C.容器內壓強保持不變，正確。B.3v(N₂)(正）=v(H₂)(逆），錯誤。D.由于是恒容容器，總質量、總體積均不變，混合氣體的密度保持不變，錯誤。
（4）①NH₄Cl的水解：NH₄⁺+H₂O=NH₃·H₂O+H⁺；②，由x+y=14，氨水少量電離的OH^-能與硫酸完全電離出的H⁺，說明氨水要遠多于硫酸，等體積混合后溶液一定呈堿性[H⁺]<[OH^-]，結合電荷守恒式：
[NH₄⁺]+[H⁺]=[OH^-]+2[SO₄^2-]，可知BC正確。
考點：本題蓋斯定律、化學平衡的特征、移動、常數，以及電解質溶液知識。