Question

13．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．請回答下列問題：
（1）如圖是1mol NO₂和1mol CO 反應生成 CO₂和NO的過程中能量變化示意圖，請寫出NO₂和CO反應的熱化學方程式NO₂（g）+CO（g）═NO（g）+CO₂（g）；△H=-234 kJ•mol^-1．
（2）在0.5L的密閉容器中，一定量的氮氣和氫氣進行如下化學反應：N₂（g）+3H₂（g）??2NH₃（g）；△H＜0，其化學平衡常數(shù)K與T的關系如表所示：

T/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

請完成下列問題：
①試比較K₁、K₂的大小，K₁＞K₂（填“＞”、“=”或“＜”）．
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)依據(jù)的是c（填序號）．
a．容器內(nèi)N₂、H₂、NH₃的濃度之比為1：3：2
b．v_正（N₂）=3v_逆（H₂）
c．容器內(nèi)壓強保持不變
d．混合氣體的密度保持不變
③400℃時，反應2NH₃（g）??N₂（g）+3H₂（g）的化學平衡常數(shù)K為2．當測得NH₃、N₂、H₂的物質(zhì)的量分別為3mol、2mol、1mol時，則該反應的v_正（N₂）＞v_逆（N₂）（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）氨氣溶于水所得的溶液稱為氨水．若某氨水的pH=12，則水電離出的c（OH^-）=1×10^-12mol•L^-1，水的電離常數(shù)無影響（填“變大”、“變小”或“無影響”）；在25℃下，向濃度均為0.1mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成Cu（OH）₂沉淀（填化學式），生成該沉淀的離子方程式為2NH₃•H₂O+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．（已知25℃時K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sp[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

Answer 1

分析 （1）由圖示可知，該反應為放熱反應，1mol NO₂和1mol CO 反應生成 CO₂和NO放出的熱量為368-134=234kJ，注明聚集狀態(tài)與反應熱書寫熱化學方程式；
（2）①正反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減��；
②可逆反應到達平衡時，同一物質(zhì)的正、逆反應速率相等，各組分的濃度、含量不變，由此衍生的其它一些物理量不變，注意判斷平衡狀態(tài)的物理量應隨反應進行而變化，該物理量由變化到不變化，說明反應到達平衡；
③同一可逆反應的正反應平衡常數(shù)與逆反應平衡常數(shù)互為倒數(shù)；
計算濃度商Qc，與平衡常數(shù)相比，判斷反應進行分析，進而判斷v_正（N₂）、v_逆（N₂）的相對大��；
（3）溶液中堿電離的氫氧根離子抑制了水電離，堿溶液中c（H⁺）等于水電離出的c（OH^-）；
水的離子積只受溫度影響，與溶液酸堿性無關；
氫氧化鎂與氫氧化銅的結(jié)構(gòu)相似，難溶電解質(zhì)的溶度積越小，加入氨水時越易生成沉淀．

解答 解：（1）由圖示可知，該反應為放熱反應，1mol NO₂和1mol CO 反應生成 CO₂和NO放出的熱量為368-134=234kJ，故熱化學方程式為：NO₂（g）+CO（g）═NO（g）+CO₂（g）；△H=-234 kJ•mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）═NO（g）+CO₂（g）；△H=-234 kJ•mol^-1；
（2））①因該反應是放熱反應，反應隨著溫度的升高，平衡逆向移動，故K₁＞K₂，
故答案為：＞；
②a．容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度之比等于計量數(shù)之比，不能證明正逆反應速率相等，與物質(zhì)的起始濃度及轉(zhuǎn)化率有關，故a錯誤；
b．不同物質(zhì)的正、逆反應速率之比等于其計量數(shù)之比是平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．容器內(nèi)壓強不變，氣體的物質(zhì)的量不變，該反應達平衡狀態(tài)，故c正確；
d．如果是在密閉容器中反應，質(zhì)量不變，體積不變，密度始終不變，故d錯誤；
故選：c；
③兩反應書寫形式恰好相反，故兩反應的化學平衡常數(shù)互為倒數(shù)，可推知2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g）的K=$\frac{1}{0.5}$=2，濃度商Qc=$\frac{\frac{2}{0.5}×（\frac{1}{0.5}）^{2}}{（\frac{3}{0.5}）^{3}}$=$\frac{8}{9}$＜2，反應向右進行，故v_正（N₂）＞v_逆（N₂），
故答案為：2；＞；
（3）在pH=12的某堿溶液中，溶液中的氫離子是水電離的，堿溶液中c（H⁺）等于水電離出的c（OH^-），溶液中氫離子濃度為：c（H⁺）=1×10^-12mol/L，所以水電離的氫氧根離子濃度為：1×10^-12mol/L；
水的離子積只受溫度影響，溶液酸堿性苯乙烯水的電離常數(shù)；
由Cu（OH）₂的K_sp小于Mg（OH）₂的，故Cu（OH）₂先沉淀，一水合氨是弱堿，生成Cu（OH）₂沉淀的離子方程式為：2NH₃•H₂O+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，
故答案為：1×10^-12；無影響；Cu（OH）₂；2NH₃•H₂O+Cu²⁺=Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．

點評 本題考查較綜合，屬于拼合型題目，涉及熱化學方程式書寫、平衡常數(shù)影響因素及應用、平衡狀態(tài)判斷、水的電離、溶度積有關計算等，側(cè)重對學生分析與應用能力的考查，題目難度中等．