Question

對氮及其化合物的研究具有重要意義。

（1）在1 L密閉容器中，4 mol氨氣在一定條件下分解生成氮氣和氫氣。2 min時反應(yīng)吸收熱量為46.1 kJ，此時氨氣的轉(zhuǎn)化率為25％。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________，這段時間內(nèi)v(H2)=_________。

（2）298K時．在2L固定體積的密閉容器中，發(fā)生可逆反應(yīng)：2NO2(g)N2O4(g) =-akJ·mol-1(a>0)，N2O4的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如圖所示。達平衡時，N2O4的濃度為NO2的2倍。

①298K時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為_________(精確到0.01)；

②下列情況不是處于平衡狀態(tài)的是__________(填字母序號)；

a．混合氣體的密度保持不變

b．混合氣體的顏色不再變化

c．氣壓恒定時

③若反應(yīng)在398K進行，某時刻測得n(NO2)=0．6 mol，n(N2O4)=1．2 mol，則此時v正____v逆(填“>”、“<”或“=”)。

（3）用氨氣可設(shè)計成如圖所示燃料電池，產(chǎn)生的X氣體可直接排放到大氣中。則a電極電極反應(yīng)式為________________。

（4）t℃下，某研究人員測定NH3·H2O的電離常數(shù)為1．8×10-5。NH4+的水解常數(shù)為1．5×10-8，則該溫度下水的離子積常數(shù)為___________，請判斷t_____25℃(填“>”、“<”或“=”)。

Answer 1

（1）2NH3(g) N2(g)＋3H2(g) △H=＋92.2kJ·mol－1；0.75mol·L－1·min－1；（2）①6.67②a③<；（3）2NH3＋6OH－－6e－=N2＋6H2O；（3）2.7×10－13，>。

【解析】

試題分析：（1）寫出反應(yīng)方程式：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，氨氣的轉(zhuǎn)化率為25%，則消耗氨氣的物質(zhì)的量為4×25%mol=1mol，消耗1mol氨氣吸收46。1kJ的熱量，消耗2mol時吸收2×46.1kJ=92.2kJ，因此熱反應(yīng)方程式為：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g) △H=＋92.2kJ·mol－1；消耗1mol氨氣的同時生成1.5molH2，v(H2)=1.5/(1×2)mol/(L·min)=0.75 mol/(L·min)，也可采用速率之比等于系數(shù)之比，v(NH3)=1/(1×2)mol/(L·min)=0.5 mol/(L·min),v(H2)=3×v(NH3)/2=0.75mol/(L·min)；（2）①達到平衡c(N2O4)=0.6mol·L－1，則c(NO2)=0.3mol·L－1，K=c(N2O4)/c2(NO2)=0.6/0.32=6.67；②a、ρ=m/v反應(yīng)物和生成物都是氣體，m不變，容器是恒容狀態(tài)下，v不變，ρ不能作為達到平衡的標(biāo)志，b、NO2紅棕色氣體、N2O4無色氣體，顏色不再改變，能作為達到平衡的標(biāo)志，c、反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等，壓強可以作為達到平衡的標(biāo)志，因此a選項是正確；③此時的濃度商Qc=c(N2O4)/c2(NO2)=6.67,此反應(yīng)是放熱反應(yīng)升高溫度化學(xué)平衡常數(shù)減小，Qc=K(298)>K(398),反應(yīng)逆向移動，v正 < v逆；（3）根據(jù)原電池的工作原理，通入空氣的一極為正極，則另一極為負(fù)極，NH3在負(fù)極上失電子，產(chǎn)生X氣體可直接排放到大氣中，說明X氣體對環(huán)境無污染，即X：N2，從a極產(chǎn)生H2O，電解質(zhì)溶液顯堿性，2NH3＋6OH－－6e－=N2↑＋6H2O；（3）NH3·H2ONH4＋＋OH－，K1=c(OH－)×c(NH4＋)/c(NH3·H2O) =1．8×10-5，NH4＋的水解NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，K2=c(H＋)×c (NH3·H2O)/c(NH4＋)，水的離子積Kw=c(H＋)×c(OH－)=K1×K2=2.7×10－13，25℃時水的離子積是1×10-14<2.7×10-13,水的離子積隨溫度的升高而升高，即大于25℃。

考點：考查熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫、化學(xué)反應(yīng)速率的計算、平衡常數(shù)的計算、電極反應(yīng)式的書寫、離子積的計算等相關(guān)知識。

考點分析： 考點1：化學(xué)反應(yīng)與能量 考點2：電化學(xué)基礎(chǔ) 考點3：化學(xué)反應(yīng)速率 考點4：化學(xué)平衡狀態(tài)及移動 試題屬性

• 題型：
• 難度：
• 考核：
• 年級：