Question

【題目】氨、燒堿在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)廢水處理中具有廣泛用途。回答下列問題：

（1）工業(yè)上制取硝酸的第一步是以氨和空氣為原料，用鉑一銠合金網(wǎng)為催化劑，在氧化爐中（溫度為800℃）進(jìn)行氨催化氧化反應(yīng)。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物為____________（填名稱）。

（2）某工業(yè)廢水中含有2Mg2+、Cu2+等離子。取一定量的該工業(yè)廢水，向其中滴加燒堿溶液，當(dāng)Mg（OH）2開始沉淀時(shí)，溶液中為____________。已知Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20

（3）已知反應(yīng)N2（g）+3H2（g）2NH3（g）的△H=-92.2kJ/mol，1molN2（g），1molH2（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收944.6KJ、436KJ的能量，則1molNH3（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為__________KJ。

（4）Fritz Haber 研究了下列反應(yīng)：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

在500℃、20MPa時(shí)，將N2和H2通入到體積為2L的密閉容器中，反應(yīng)過程中各種物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如右圖所示：

①在0～10min內(nèi)，平均反應(yīng)速率v（NH3）= ___________。

②在10～20min內(nèi)，各物質(zhì)濃度變化的原因可能是_________（填“加了催化劑”或“降低溫度”），其判斷理由是________________。

③溫度和密閉容器的容積一定時(shí)，當(dāng)容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化，反應(yīng)是否達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)？___________（填“是”或“否”）其判斷理由是_________________。

④500℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為_________（不需要算出結(jié)果，） NH3的體積分?jǐn)?shù)是_________（保留兩位小數(shù)）。

Answer 1

【答案】

（1）一氧化氮；（2）1.2×10-9；（3）1172.4；

（4）①0.005mol/（L·min）；②加了催化劑；③是；合成氨的反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng)容積一定時(shí)，總壓強(qiáng)不再變化；④；0.46。

【解析】

試題分析：（1）氨和空氣中的氧氣反應(yīng)生成一氧化氮和水，反應(yīng)中N元素的化合價(jià)由-3價(jià)變成+2價(jià)，因此氧化產(chǎn)物為NO，故答案為：NO；

（2）某工業(yè)廢水中含有Mg2+、Cu2+等離子，向其中滴加燒堿溶液，當(dāng)Mg（OH）2開始沉淀時(shí)，溶液中==== 1.2×10-9，故答案為：1.2×10-9；

（3）設(shè)1mol NH3（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為x kJ，則：2x kJ-944.6kJ-436kJ×3=92.2kJ，解得x=1172.4，故答案為：1172.4；

（4）①根據(jù)反應(yīng)速率v（NH3）== =0.005mol/（L．min），故答案為：0.005mol/（L．min）；②由圖象可知各組分物質(zhì)的量變化增加，且10min時(shí)變化是連續(xù)的，20min達(dá)平衡時(shí)，△n（N2） = 0.025mol × 4=0.1mol ，△n（H2） = 0.025mol × 12 = 0.3mol ，△n（NH3） = 0.025mol × 8=0.2mol，物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同，說明10min可能改變的條件是使用催化劑，縮小體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，應(yīng)該反應(yīng)物的速率增加倍數(shù)大，降低溫度，應(yīng)該反應(yīng)速率減小，增加NH3物質(zhì)的量，逆反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大，故只有使用催化劑符合，故答案為：加了催化劑；三種氣體物質(zhì)的速率增加倍數(shù)相同；

③該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量變化的反應(yīng)，溫度和密閉容器的容積一定時(shí)，當(dāng)容器內(nèi)的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而變化，說明反應(yīng)達(dá)到了化學(xué)平衡狀態(tài)，故答案為：是；合成氨的反應(yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，當(dāng)容積一定時(shí)，總壓強(qiáng)不再變化；

④化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，由圖象可知，20min達(dá)平衡時(shí)，n（N2）=0.025mol×10=0.25mol，n（H2）=0.025mol×6=0.15mol，n（NH3）=0.025mol×12=0.3mol，所以所以其平衡常數(shù)K= =；第2次平衡時(shí)NH3的體積分?jǐn)?shù)=×100%=45.5%，故答案為：；0.46。