Question

4．Ⅰ．在某溫度時(shí)按n（N₂）：n（H₂）=1：3的比例將混合氣體投入密閉容器中反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0；
（1）在恒容條件下該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是d（選填序號(hào)）．
a．υ（H₂）：υ（N₂）=3：1             
b．n（N₂）：n（NH₃）=1：2
c．c（H₂）：c（NH₃）=3：2             
d．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
（2）反應(yīng)達(dá)到平衡后，某時(shí)刻改變下列條件a，在達(dá)到新平衡的過程中正反應(yīng)速率始終增大．
a．升溫     b．加壓       c．增大c（N₂）    d．降低c（NH₃）
（3）某科研小組探究在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對(duì)合成NH₃反應(yīng)的影響．實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示：（圖中T₂和T₁表示溫度，n表示起始時(shí)H₂的物質(zhì)的量）
①圖象中T₂和T₁的關(guān)系是：T₂＜T₁（填“＞”、“＜”、“=”或“無法確定”）．
②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N₂的轉(zhuǎn)化率最大的是c（填字母）．
③若容器容積為1L，b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的n=0.15mol，測(cè)得平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則平衡時(shí)N₂的物質(zhì)的量濃度為0.02 mol•L^-1．
Ⅱ．常溫時(shí)向濃度為0.1mol/L體積為VL的氨水中逐滴加入一定濃度的鹽酸，用pH計(jì)測(cè)得溶液的pH隨鹽酸的加入量而降低的滴定曲線，d點(diǎn)兩種溶液恰好完全反應(yīng)．根據(jù)圖2圖象回答下列問題：
（1）比較b、c、d三點(diǎn)時(shí)的溶液中，水電離的c（OH^-）由大到小的順序?yàn)閐＞c＞b．
（2）滴定時(shí)，由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，下列各選項(xiàng)中數(shù)值保持不變的有cd．
a．$\frac{c（NH4+）}{c（NH3•H2O）}$   b．$\frac{c（H+）}{c（OH-）}$c．$\frac{c（NH4+）•c（OH-）}{c（NH3•H2O）}$d．$\frac{c（NH3•H2O）•c（H+）}{c（NH4+）}$
（3）該溫度時(shí)氨水的電離平衡常數(shù)K=10^-5．

Answer 1

分析 I．（1）a．沒有明確正逆速率，不能確定是否處于平衡狀態(tài)；
b．平衡時(shí)氮?dú)�、氨氣的物質(zhì)的量關(guān)系與氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率有關(guān)；
c．平衡時(shí)氫氣、氨氣的濃度關(guān)系與氫氣轉(zhuǎn)化率有關(guān)；
d．正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)減小，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變說明到達(dá)平衡；
（2）a．升溫溫度，瞬間正逆速率都增大，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)速率增大較大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，逆反應(yīng)速率減小、正反應(yīng)速率增大至平衡；
 b．若通入稀有氣體加壓，反應(yīng)速率不變；
c．增大c（N₂），瞬間正反應(yīng)增大、逆反應(yīng)速率不變，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大到平衡狀態(tài)；
 d．降低c（NH₃），瞬間正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大到平衡狀態(tài)；
（3）①由圖可知，n（H₂）相同時(shí)，溫度T₂對(duì)應(yīng)氨氣含量高，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于生成氨氣；
②a、b、c三點(diǎn)，n（H₂）越大，平衡正向移動(dòng)的程度越大，N₂的轉(zhuǎn)化率越大；
③n=0.15molH₂，起始體系中加入0.05molN₂，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則轉(zhuǎn)化的氫氣為0.09mol，則：
          N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：0.05   0.15    0
變化（mol）：0.03   0.09    0.06
平衡（mol）：0.02   0.06    0.06
進(jìn)而計(jì)算氮?dú)獾钠胶鉂舛龋?br />Ⅱ．（1）在b點(diǎn)時(shí)，溶質(zhì)為氨水和氯化銨，氨水的電離程度大于氯化銨的水解程度，溶液為堿性，對(duì)水的電離平衡起到抑制作用，在c點(diǎn)時(shí)，溶質(zhì)為氨水和氯化銨，氨水的電離程度等于于氯化銨的水解程度，溶液為中性，對(duì)水的電離平衡無影響，在d點(diǎn)時(shí)，溶質(zhì)為氯化銨，氯化銨發(fā)生水解，溶液為酸性，對(duì)水的電離平衡促進(jìn)；
（2）滴定時(shí)，由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，堿性減弱，酸性增強(qiáng)，
a．$\frac{c（NH4+）}{c（NH3•H2O）}$=$\frac{{K}_（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}{c（O{H}^{-}）}$；
b．由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，c（H⁺）不斷增大，c（OH^-）不斷減��；
c．$\frac{c（NH4+）•c（OH-）}{c（NH3•H2O）}$為一水合氨的電離平衡常數(shù)，只與溫度有關(guān)；
d．$\frac{c（NH3•H2O）•c（H+）}{c（NH4+）}$是銨根離子水解平衡常數(shù)，只與溫度有關(guān)；
（3）未加HCl時(shí)，氨水濃度為0.1mol/L，溶液的pH=11，則溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.001mol/L，水的電離程度較小，溶液中c（OH^-）≈c（NH₄⁺），一水合氨電離程度較小，則c（NH₃．H₂O）≈0.1mol/L，代入氨水的電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（NH4+）•c（OH-）}{c（NH3•H2O）}$計(jì)算．

解答 解：I．（1）a．沒有明確正逆速率，不能確定是否處于平衡狀態(tài)，若分別為正逆速率則處于平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b．平衡時(shí)氮?dú)狻�氨氣的物質(zhì)的量關(guān)系與氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率有關(guān)，平衡時(shí)可能為1：2，也可能不是1：2，故b錯(cuò)誤；
c．平衡時(shí)氫氣、氨氣的濃度關(guān)系與氫氣轉(zhuǎn)化率有關(guān)，故c錯(cuò)誤；
d．正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行，壓強(qiáng)減小，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變說明到達(dá)平衡，故d正確，
故選：d；
（2）a．升溫溫度，瞬間正逆速率都增大，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，逆反應(yīng)速率增大較大，平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，逆反應(yīng)速率減小、正反應(yīng)速率增大至平衡，在達(dá)到新平衡的過程中正反應(yīng)速率始終增大，故a符合；
b．若通入稀有氣體加壓，反應(yīng)速率不變，故b不符合；
c．增大c（N₂），瞬間正反應(yīng)增大、逆反應(yīng)速率不變，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大到平衡狀態(tài)，故c不符合；
d．降低c（NH₃），瞬間正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大到平衡狀態(tài)，故d不符合，
故選：a；
（3）①由圖可知，n（H₂）相同時(shí)，溫度T₂對(duì)應(yīng)氨氣含量高，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度有利于生成氨氣，則T₂＜T₁ ，故答案為：＜；
②a、b、c三點(diǎn)，n（H₂）越大，平衡正向移動(dòng)的程度越大，N₂的轉(zhuǎn)化率越大，c點(diǎn)時(shí)氫氣的物質(zhì)的量最大，c點(diǎn)N₂的轉(zhuǎn)化率最高，故答案為：c；
③n=0.15molH₂，起始體系中加入0.05molN₂，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H₂的轉(zhuǎn)化率為60%，則轉(zhuǎn)化的氫氣為0.09mol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：0.05   0.15      0
變化（mol）：0.03   0.09     0.06
平衡（mol）：0.02   0.06     0.06
故氮?dú)獾钠胶鉂舛葹?\frac{0.02mol}{1L}$=0.02mol/L，故答案為：0.02；
Ⅱ．（1）在b點(diǎn)時(shí)，溶質(zhì)為氨水和氯化銨，氨水的電離程度大于氯化銨的水解程度，溶液為堿性，對(duì)水的電離平衡起到抑制作用，在c點(diǎn)時(shí)，溶質(zhì)為氨水和氯化銨，氨水的電離程度等于于氯化銨的水解程度，溶液為中性，對(duì)水的電離平衡無影響，在d點(diǎn)時(shí)，溶質(zhì)為氯化銨，氯化銨發(fā)生水解，溶液為酸性，對(duì)水的電離平衡促進(jìn)，所以b、c、d三點(diǎn)時(shí)的溶液中，水電離的c（OH^-）大小順序?yàn)椋篸＞c＞b，
故答案為：d＞c＞b；
（2）滴定時(shí)，由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，堿性減弱，酸性增強(qiáng)，
a．$\frac{c（NH4+）}{c（NH3•H2O）}$=$\frac{{K}_（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}{c（O{H}^{-}）}$，由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，c（OH^-）不斷減小，故該值增大，故a不符合；
b．由b點(diǎn)到c點(diǎn)的過程中，c（H⁺）不斷增大，c（OH^-）不斷減小，$\frac{c（H+）}{c（OH-）}$的值逐漸減小，故b不符合；
c．$\frac{c（NH4+）•c（OH-）}{c（NH3•H2O）}$為一水合氨的電離平衡常數(shù)，只與溫度有關(guān)，滴定過程中不變，故c符合；
d．$\frac{c（NH3•H2O）•c（H+）}{c（NH4+）}$是銨根離子水解平衡常數(shù)，只與溫度有關(guān)，滴定過程中不變，故d符合；
故選：cd；
（3）未加HCl時(shí)，氨水濃度為0.1mol/L，溶液的pH=11，則溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.001mol/L，水的電離程度較小，溶液中c（OH^-）≈c（NH₄⁺），一水合氨電離程度較小，則c（NH₃．H₂O）≈0.1mol/L，氨水的電離平衡常數(shù)K=$\frac{c（NH4+）•c（OH-）}{c（NH3•H2O）}$=$\frac{1{0}^{-3}×1{0}^{-3}}{0.1}$=10^-5，
故答案為：10^-5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡的移動(dòng)、化學(xué)平衡的計(jì)算、弱電解質(zhì)的電離、滴定曲線、電離平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，題目難度中等．