Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素。氮及其化合物在在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。

（1）在固定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	4．1 x 106	K1	K2

如果合成氨反應(yīng)的方程式寫為N2(g)+H2(g)NH3(g)，其平衡常數(shù)為K’，則K’與K之間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_________________；根據(jù)已知條件可判定K1____________K2（填“>”“<”或“=”）

（2）下列能說明合成氨反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________（填序號）。（反應(yīng)是在固定體積的密閉容器中進(jìn)行的）

A．容器內(nèi)溫度保持不變

B．v正(N2)=3v逆(H2)

C．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變

D．混合氣體的密度保持不變

E．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

（3）合成氨工業(yè)中，按照勒夏特列原理，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)采用的條件為高壓、低溫，但事實(shí)上反應(yīng)中并未采用較低的溫度，原因是_____________________。

（4）硝酸工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)、國防工業(yè)和航天事業(yè)中占有重要地位。隨著化學(xué)纖維、近代有機(jī)合成、火箭、導(dǎo)彈等工業(yè)迅速發(fā)展，需要使用大量的硝酸。

①工業(yè)生產(chǎn)中用鉑系金屬作為催化劑，用氨氧化法制取硝酸。第一步反應(yīng)為氨在催化劑作用下與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成NO，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程：________________________。

②銅既能與稀硝酸反應(yīng)，也能與濃硝酸反應(yīng)，當(dāng)銅與一定濃度硝酸反應(yīng)時(shí)，可將方程式表示為：Cu+HNO3 → Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O （方程式未配平）。反應(yīng)中的還原產(chǎn)物是_________________， 0.8mol Cu被硝酸完全溶解后，如果得到NO和NO2物質(zhì)的量相同，那么標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氣體體積為_________________L。（標(biāo)況下NO和NO2視為氣體）

Answer 1

【答案】（1）K=(K’)2；>（2）ACE（3分）

（3）保持較快的化學(xué)反應(yīng)速率

（4）①4NH3+5O24NO+6H2O②NO和NO2；17.92

【解析】

試題分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知K=( K’)2 ；因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)，所以溫度升高，平衡常數(shù)減小，則K1＞K2；

（2）A、容器內(nèi)溫度保持不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A正確；B、v正(N2) = 3v逆(H2)不符合反應(yīng)速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，不是平衡狀態(tài)，B錯(cuò)誤；C、該反應(yīng)是氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的可逆反應(yīng)，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)為平衡狀態(tài)，C正確；D、因?yàn)槿萜鞯捏w積不變，氣體的總質(zhì)量不變，所以氣體的密度始終不變，則氣體的密度不變的狀態(tài)，不一定是平衡狀態(tài)，D錯(cuò)誤；E、混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變時(shí)可以說明為平衡狀態(tài)，E正確，答案選ACE；

（3）采用較高的溫度是為了加快反應(yīng)速率，縮短到達(dá)平衡所需要的時(shí)間；

（4）①氨催化氧化的方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。②氧化劑被還原所生成的物質(zhì)是還原產(chǎn)物，所以硝酸的還原產(chǎn)物是NO和NO2。0.8mol銅失去1.6mol電子，因此NO和NO2的物質(zhì)的量是1.6mol÷4＝0.4mol，其體積都是8.96L，所以總共是17.92L。