Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”，近年來,綠色發(fā)展、生態(tài)保護(hù)成為中國展示給世界的一張新“名片”。汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一,減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容之一。請回答下列問題：

(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221kJ/mol

若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=[c(N2) ·c2(CO2)]/[c2(NO) ·c2(CO)],則此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為____________________________________。

(2)N2O5在一定條件下可發(fā)生分解：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),某溫度下恒容密閉容器中加入一定量N2O5,測得N2O5濃度隨時(shí)間的變化如下表：

t/min	0	1	2	3	4	5
c(N2O5)/<mol·L-1)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①反應(yīng)開始時(shí)體系壓強(qiáng)為p0,第2min時(shí)體系壓強(qiáng)為p1，則p1∶p0=__________。2~5min內(nèi)用NO2表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為__________。

②一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量N2O5進(jìn)行該反應(yīng),能判斷反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________。(填字母)。

a．NO2和O2的濃度比保持不變 b．容器中壓強(qiáng)不再變化

c．2v正(NO2)=v逆(N2O5) d．氣體的密度保持不變

(3)Kp是用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)的分壓來表示的平衡常數(shù)，即將K表達(dá)式中平衡濃度用平衡分壓代替。已知反應(yīng)：NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),該反應(yīng)中正反應(yīng)速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反應(yīng)速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則Kp為__________(用k正、k逆表示)。

(4)如圖是密閉反應(yīng)器中按n(N2) ∶n(H2)=1∶3投料后,在200℃、400℃、600℃下,合成NH3反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),混合物中NH3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)的變化曲線，已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

①曲線a對應(yīng)的溫度是__________。

②M點(diǎn)對應(yīng)的H2的轉(zhuǎn)化率是__________。

(5)工業(yè)上常用氨水吸收二氧化硫,可生成(NH4)2SO3。判斷常溫下(NH4)2SO3溶液的酸堿性并說明判斷依據(jù)：______________________________________________。(已知：NH3·H2O的Kb=1.8×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。)

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1 7∶4(或1.75∶1) 0.22mol·L-1·min-1 b k正/k逆 200℃ 75% 顯堿性,因?yàn)镵b(NH3·H2O)>Ka2(H2SO3)，所以SO32-水解程度大(或其他合理解釋)

【解析】（1）若某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c2(CO)]，該反應(yīng)為2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221kJ/mol由蓋斯定律計(jì)算②×2③①得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1，故答案為：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1

(2)① 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)

開始(mol/L) 1.0000

反應(yīng)(mol/L) 0.5 1 0.25

2min(mol/L) 0.5 10.25

反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,所以p:p0=(0.5+1+0.25)mol:1.00mol=7：4（或1.75），2~5min內(nèi)用NO2表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v(NO2)==0.22mol·L-1·min-1②a．NO2和O2的濃度比始終保持不變，不能確定反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故a錯誤；b.該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，容器中的壓強(qiáng)不斷的發(fā)生變化，當(dāng)容器中壓強(qiáng)不再變化，反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故b正確；c.υ正(NO2)=2υ逆(N2O5)才表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故c錯誤；d.在恒容的條件下，該反應(yīng) 氣體的密度始終保持不變，不能確定反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，故d錯誤。答案為：①7∶4(或1.75∶1) 、 0.22mol·L-1·min-1 ②b

(3)平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，由正反應(yīng)速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反應(yīng)速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),聯(lián)立可得Kp= k正/k逆，答案為; k正/k逆

(4) ①合成氨反應(yīng)放熱，溫度越低氨氣的百分含量越高，所以，曲線a對應(yīng)的溫度是200℃

②3N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

反應(yīng)前(mol)1 30

反應(yīng)了(mol)x3x2x

平衡時(shí)(mol)1x33x2x

據(jù)題意M點(diǎn)時(shí)：=60% x=，則氫氣的轉(zhuǎn)化率為 答案為：①200℃②

（5）銨根離子水解使溶液顯酸性，亞硫酸根離子水解使溶液顯堿性，銨根離子水解得到氨水，亞硫酸根離子水解得到亞硫酸氫根離子，亞硫酸根離子是H2SO3的第二步電離，由于K(NH3·H2O)＞Ka1，說明氨水比亞硫酸氫根離子的電離能力強(qiáng)，根據(jù)越弱越水解，銨根離子的水解程度小于亞硫酸根離子的水解程度，故溶液顯堿性；答案為：顯堿性,因?yàn)镵b(NH3·H2O)>Ka2(H2SO3)，所以SO32-水解程度大