Question

【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中有著重要應(yīng)用，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。

（1）已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol

若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：k=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c(CO)2]，請(qǐng)寫出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________。

（2）N2O5 在一定條件下可發(fā)生分解:2N2O5（g）=4NO2（g）+O2（g），某溫度下恒容密閉容器中加入一定量 N2O5，測(cè)得 N2O5 濃度隨時(shí)間的變化如下表:

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c(N2O5)/(mol/L)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①反應(yīng)開始時(shí)體系壓強(qiáng)為 P0，第 2.00min 時(shí)體系壓強(qiáng)為 P1，則 P1:P0=_________。2.00~5.00min 內(nèi)用 NO2 表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為_________。

②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量 N2O5 進(jìn)行該反應(yīng)，能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________（填字母序號(hào)）。

a.NO2 和 O2 的濃度比保持不變 b.容器中壓強(qiáng)不再變化

c.2v 正（NO2）=v 逆（N2O5） d.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為 43.2，且保持不變

（3）平衡常數(shù) Kp 是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓來表示的，即將K表達(dá)式中平衡濃度用平衡分壓代替，分壓=總壓 × 物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，例如:p（NO2）=p總·x（NO2）(x表示氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

N2O4 與 NO2 轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g) △H=+24.4kJ/mol

上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率 v正=k正·p（N2O4），逆反應(yīng)速率v逆=k逆·p2（NO2），其中k正、k逆為速率常數(shù)，則 Kp 為_________（以 k 正、k 逆表示）。

（4）下圖是密閉反應(yīng)器中按 n（N2）:n（H2）=1:3 投料后，在 200℃、400℃、600℃下，合成 NH3 反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合物中 NH3 的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線，已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

①曲線 a 對(duì)應(yīng)的溫度是________。

②M 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 H2 的轉(zhuǎn)化率是___________。

（5）工業(yè)上常用氨水吸收二氧化硫，可生成（NH4）2SO3。通過計(jì)算判定（NH4）2SO2 溶液的酸堿性________。（寫出計(jì)算過程，并用簡(jiǎn)要的文字加以說明）（已知：氨水Kb=1.8×10-5；H2SO3：Ka1=1.3×10-2 Ka2=6.3×10-8）

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g)△H=-746.5kJ/mol 7:4 0.22mol.L-1.min-1 b k正/k逆 200℃ 75% 顯堿性（計(jì)算略）

【解析】(1)若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：k=，反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJmol-l，②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJmol-l，③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJmol-l，蓋斯定律計(jì)算②×2-③-①得到2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJmolˉ1，故答案為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJmolˉ1；

(2)①相同條件下，氣體的物質(zhì)的量之比等于其壓強(qiáng)之比；

2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)

開始(mol/L)1.00 0 0

反應(yīng)(mol/L)0.501.00 0.25

2min(mol/L)0.50 1.00 0.25

反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比，所以p1：p0=(0.5+1.0+0.25)mol：1.00mol=，2.00min～5.00min內(nèi)，v(N2O5)=mol/(L·min)=0.11mol/(L·min)，再根據(jù)同一時(shí)間段內(nèi)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比得NO2的反應(yīng)速率=2v(N2O5)=0.22molL-1min-1，故答案為：=；0.22molLˉ1minˉ1；

②a．NO2和O2的濃度比始終都不變，不能確定反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；b．容器中壓強(qiáng)不再變化，反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故b正確；c．υ正(NO2)=2υ逆(N2O5)才表示正逆反應(yīng)速率相等，因此2v 正(NO2)=v 逆(N2O5)，說明不是平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；d．根據(jù)方程式NO2(g)與O2(g)的混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量為=43.2，平衡時(shí)，含有N2O5，氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量大于43.2，且保持不變，故d錯(cuò)誤；故答案為：b；

(3)平衡時(shí)正逆速率相等，由v正=k正．p(N2O4)，v逆=k逆．p2(NO2)，聯(lián)立可得Kp=，故答案為：；

(4)①合成氨的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高，越不利于反應(yīng)的進(jìn)行，曲線a的氨氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最高，其反應(yīng)溫度對(duì)應(yīng)相對(duì)最低，所以a曲線對(duì)應(yīng)溫度為200°C，故答案為：200°C；

②在M點(diǎn)氨氣的物質(zhì)的量為60%，剩余40%，因?yàn)榉磻?yīng)器中按n(N2)：n(H2)=1：3投料，故剩余氫氣物質(zhì)的量為30%，因?yàn)?/span>N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，即發(fā)生反應(yīng)的氫氣物質(zhì)的量90%，所以M點(diǎn)對(duì)應(yīng)氫氣的轉(zhuǎn)化率=×100%=75%，故答案為：75%；

(5)銨根離子的水解平衡常數(shù)===××10-9；亞硫酸根離子的第一步水解平衡常數(shù)===××10-6；亞硫酸根離子的水解程度大于銨根離子，溶液顯堿性，故答案為：顯堿性。