Question

【題目】工業(yè)上煙氣脫氮的原理NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)+Q(Q＞0)

（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為___。如果平衡常數(shù)K值增大，對(duì)___（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）的速率影響更大。

（2）若反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行，能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___（填序號(hào)）

a．容器內(nèi)混合物的質(zhì)量不變 b．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變

c．反應(yīng)消耗0.5molNO的同時(shí)生成1molN2 d．NO2的濃度不變

（3）向2L密閉容器中加入反應(yīng)物，10 min后達(dá)到平衡，測得平衡時(shí)氮?dú)馕镔|(zhì)的量增加了0.2mol，則用H2O(g)表示的平均反應(yīng)速率為___。

（4）如圖是P1壓強(qiáng)下NO的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間（t）的變化圖，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出其他條件不變情況下，壓強(qiáng)為P2(P2＞P1)下NO的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間變化的示意圖。___

（5）寫出反應(yīng)物中的氨氣的電子式___；其空間構(gòu)型為__；它常用來生產(chǎn)化肥NH4Cl。NH4Cl溶液顯___性；常溫下將等體積等濃度的氨水和NH4Cl溶液混合，pH＞7，溶液中NH3·H2O、H+、OH-、NH4+、Cl-濃度由大到小的關(guān)系是__。

Answer 1

【答案】 逆反應(yīng) bd 0.015 mol/(Lmin) 三角錐形 酸 c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3H2O)＞c(OH-)＞c(H+)

【解析】

(1)根據(jù)平衡常數(shù)是生成物平衡濃度冪次方乘積與反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積的比值書寫；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，結(jié)合溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響分析判斷；

(2)根據(jù)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化分析判斷；

(3)先計(jì)算氮?dú)獾幕瘜W(xué)反應(yīng)速率，再根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算v(H2O)；

(4)增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，NO 的轉(zhuǎn)化率減��；壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率大，達(dá)到平衡所需時(shí)間越少，據(jù)此分析解答；

(5)NH3屬于共價(jià)化合物，分子中存在3對(duì)共用電子對(duì)，氮原子最外層為8個(gè)電子；氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，結(jié)合鹽類水解的規(guī)律判斷；常溫下將等體積等濃度的氨水和NH4Cl溶液混合，pH＞7，說明一水合氨電離程度大于銨根離子的水解程度，據(jù)此分析解答。

(1)NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)+Q(Q＞0)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡逆向進(jìn)行，如果平衡常數(shù) K 值增大，說明是降低溫度，平衡正向進(jìn)行，正逆反應(yīng)速率均減小，但逆反應(yīng)速率減小的程度更大，對(duì)逆反應(yīng)速率影響更大，故答案為：K=；逆反應(yīng)；

(2)反應(yīng)NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)+Q(Q＞0)在恒容條件下進(jìn)行。a．容器內(nèi)混合物的質(zhì)量始終不變，質(zhì)量不變，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；b．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量發(fā)生變化，當(dāng)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；c．反應(yīng)消耗 0.5mol NO 的同時(shí)生成 1mol N2，只能說明反應(yīng)正向進(jìn)行，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；d．NO2的濃度不變，說明是平衡標(biāo)志，故d正確；故答案為：bd；

(3)向 2L 密閉容器中加入反應(yīng)物，10min 后達(dá)到平衡，測得平衡時(shí)氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量增加了 0.2mol，則用N2(g)表示的平均反應(yīng)速率v(N2)==0.01 mol/(Lmin)，則v(H2O)= v(N2)= ×0.01 mol/(Lmin)=0.015 mol/(Lmin)，故答案為：0.015 mol/(Lmin)；

(4)壓強(qiáng)為P2(P2＞P1)下，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，NO 的轉(zhuǎn)化率減��；壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率大，達(dá)到平衡所需時(shí)間越少，先達(dá)到平衡狀態(tài)，圖像為：，故答案為：；

(5)NH3屬于共價(jià)化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對(duì)共用電子對(duì)，氮原子最外層為8個(gè)電子，故NH3的電子式為：，N原子采用sp3雜化，空間構(gòu)型為三角錐形；氯化銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，銨根離子水解，溶液顯酸性；常溫下將等體積等濃度的氨水和NH4Cl溶液混合，pH＞7，說明一水合氨電離程度大于銨根離子的水解程度，溶液中NH3H2O、H+、OH-、NH4+、Cl 一濃度由大到小的關(guān)系是溶液中離子濃度大小為：c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3H2O)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案為：；三角錐形；酸；c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3H2O)＞c(OH-)＞c(H+)。