Question

Ⅰ．科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．
（l）目前合成氨技術(shù)原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4KJ/molNH₃極易溶于水，其水溶液俗稱氨水．用水稀釋0.1mol/L的氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是

 

（填序號）．
a.

c(N H + 4 )．c(OH-)

c(NH．3H2O)

 b.

c(NH．3H2O)

c(OH-)

c．c（H⁺）．c（OH^-）d.

c(OH-)

c(H+)

（2）1998年希臘亞里士多德大學(xué)的兩位科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY冉瓷（能傳遞H⁺），實(shí)現(xiàn)了高溫常壓下利用N₂和H₂電解合成氨．其陰極的電極反應(yīng)式

 

．
（3）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生下列反應(yīng)：2N₂（g）+6HO（1）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=aKJ/mol進(jìn)一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，常壓下達(dá)到平衡時(shí)測得部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4.8	5.9	6.0

①此合成反應(yīng)的a

 

0，△S

 

0，（填“＞”“＜”或“=”）．
②已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4KJ/mol；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-571.6KJ/mol
則2N₂（g）+6H₂O（g）=4NH（g）+3O₂（g）△H=

 

．
Ⅱ．已知可逆反應(yīng)（未配平）X（g）+Y（g）?Z（g）△H＞0．溫度為T₀時(shí)，在容積固定的容器中發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖a所示．
（1）T₀℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為

 

（2）圖b為200℃時(shí)容器內(nèi)c （Z）的變化曲線，請?jiān)趫D中補(bǔ)畫該反應(yīng)在100℃時(shí)的c （Z）的變化曲線．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,原電池和電解池的工作原理,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：

分析：Ⅰ．（1）加水稀釋，促進(jìn)一水合氨的電離，平衡向正方向移動；
（2）電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（3）①由表中數(shù)據(jù)判斷升高溫度平衡移動的方向，以此判斷反應(yīng)熱；
根據(jù)物質(zhì)的聚集狀態(tài)判斷△S；②依據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析計(jì)算，通過合并熱化學(xué)方程式得到焓變；
Ⅱ．（1）依據(jù)圖象分析判斷平衡狀態(tài)反應(yīng)物和生成物平衡濃度，結(jié)合平衡常數(shù)概念列式計(jì)算；
（2）依據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”，升高溫度，Z的物質(zhì)的量濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動．

解答： 解：Ⅰ（1）氨水中存在NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，加水稀釋，促進(jìn)一水合氨的電離，平衡向正方向移動，則n（NH₄⁺）、n（OH^-）增大，c（OH^-）減小，c（H⁺）增大，但弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)不變，水的離子積常數(shù)不變，故答案為：bd；
（2）電解池的陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，在合成氨中，氮?dú)獾秒娮樱�所以陰極反應(yīng)為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（3）①由表中數(shù)據(jù)判斷升高溫度平衡向正方向移動，則△H＞0，根據(jù)物質(zhì)的聚集狀態(tài)判斷△S增大；故答案為：＞；＞；
②已知①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；氫氣的燃燒熱285.8kJ/mol，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
以上兩熱化學(xué)方程式消去氫氣合并，①×2+②×6得到熱化學(xué)方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ/mol，
故答案為：+l530kJ/mol；
Ⅱ（1）溫度為T₀時(shí)，X的物質(zhì)的量濃度的變化量=（0.3-0.05）mol/L=0.25mol/L；
Y的物質(zhì)的量濃度的變化量=（0.4-0.15）mol/L=0.25mol/L，
Z的物質(zhì)的量濃度的變化（0.5-0）mol/L=0.5mol/L，該反應(yīng)方程式為X（g）+Y（g）?2Z（g），
所以發(fā)生反應(yīng)時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率大小關(guān)系為，2v（X）=2v（Y）=v（Z），反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X（g）+Y（g）?2Z（g）
依據(jù)圖象可知，c（X）=0.05mol/L；c（Y）=0.15mol/L；c（Z）=0.5mol/L；
K=

c2(Z)

c(X)c(Y)

=

(0.5mol/L)2

0.05mol/L×0.15mol/L

=33.3
故答案為：33.3；
（2）依據(jù)“先拐先平，數(shù)值大”，升高溫度，Z的物質(zhì)的量濃度增大，畫出圖象為：，
故答案為：．

點(diǎn)評：本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算，影響平衡的因素分析，電極反應(yīng)式的書寫，蓋斯定律的應(yīng)用，考查角度廣，題目綜合性強(qiáng)．明確分析圖象時(shí)運(yùn)用“先拐先平，數(shù)值大”來判斷外界條件的相對大小，題目難度中等．