Question

氮是地球上含量豐富的一種元素，氮元素的單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
（1）已知肼（N₂H₄）是航空領(lǐng)域的常用燃料，可以與氧化劑NO₂反應(yīng)生成氮?dú)夂退�蒸氣．且�?br />①N₂（g）+2O₂（g）=2NO₂（g）△H=+67.7kJ?mol^-1
②N₂H₄（g）+O₂（g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-534kJ?mol^-1
請(qǐng)寫出N₂H₄（g）與NO₂（g）反應(yīng)生成N₂（g） 和H₂O（g）的熱化學(xué)方程式：

 

．
（2）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
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=

 

②NH₃溶于水可配成氨水．溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?div id="gpwy4sv" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

（3）對(duì)反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，在溫度分別為T₁、T₂時(shí)，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示，下列說法正確的是

 

．
a．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A＞C
b．A、C兩點(diǎn)NO₂的物質(zhì)的量：A＞C
c．A、C兩點(diǎn)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率：A＞C
d．由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可以用加熱的方法
（4）一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂并發(fā)生反應(yīng)．若容器容積恒定，10min達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量為原來的

7

8

，則N₂的轉(zhuǎn)化率a（N₂）=

 

．
（5）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時(shí)，將nmol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，原因是

 

（用離子方程式表示）．向該溶液滴加VL氨水后溶液呈中性，則所滴加的氨水濃度為

 

mol?L^-1．（已知NH₃?H₂O 電離常數(shù)K_b=2×10^-5 mol?L^-1）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,體積百分含量隨溫度、壓強(qiáng)變化曲線,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,鹽類水解的原理

專題：

分析：（1）依據(jù)題干熱化學(xué)方程式和蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（2）①平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；
②NH₃溶于水可配成氨水，存在化學(xué)平衡和電離平衡，NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，依據(jù)溶液中離子濃度大小比較得到；
（3）za、壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快；
b、壓強(qiáng)增大，平衡體系向著氣體體積減小的方向進(jìn)行；
c、根據(jù)A，C兩點(diǎn)平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)和壓強(qiáng)變化，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析判斷四氧化二氮的轉(zhuǎn)化率；
d、溫度升高，平衡體系向著吸熱的方向進(jìn)行．
（4）依據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，結(jié)合轉(zhuǎn)化率概念分析計(jì)算，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比；
（5）依據(jù)銨根離子水解分析回答；依據(jù)一水合氨的電離平衡常數(shù)等于離子平衡濃度除以溶質(zhì)濃度，結(jié)合溶液呈中性，溶液中電荷守恒，得到銨根離子濃度計(jì)算得到氨水濃度．

解答： 解：（1）①N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H₁=+67.7KJ/mol；
②N₂H₄（g）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534KJ/mol；
依據(jù)蓋斯定律②×2-①得到，則肼與NO₂完全反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol
故答案為：2N₂H₄（g）+2NO₂（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
（2）①化學(xué)反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0
平衡常數(shù)K=

c2(NH3)

c(N2)c2(H2)

；
故答案為：

c2(NH3)

c(N2)c2(H2)

；
②NH₃溶于水可配成氨水，存在化學(xué)平衡和電離平衡，NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，H₂O?OH^-+H⁺，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）；
故答案為：c（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）；
（3）對(duì)反應(yīng)N₂O₄（g）?2NO₂（g）△H＞0，
a、壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率越快，所以反應(yīng)速率：A＜C，故a錯(cuò)誤；
b、壓強(qiáng)增大，平衡體系向著氣體體積減小的方向進(jìn)行，A、C兩點(diǎn)NO₂的轉(zhuǎn)化率：A＜C，故b正確；
c、A點(diǎn)NO₂的體積分?jǐn)?shù)大于C點(diǎn)，A點(diǎn)壓強(qiáng)小于C點(diǎn)，壓強(qiáng)越大，平衡逆向進(jìn)行，說明A、C兩點(diǎn)N₂O₄的轉(zhuǎn)化率，A＞C，故c正確；
d、壓強(qiáng)不變，從T₁到T₂，平衡體系中NO₂的體積分?jǐn)?shù)增大，所以平衡右移，T₁＜T₂，即反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，從B到狀態(tài)A，壓強(qiáng)不變，溫度升高，可以用加熱的方法，故d正確．
故選bcd；
（4）一定溫度下，在1L密閉容器中充入1molN₂和3molH₂并發(fā)生反應(yīng)．若容器容積恒定，10min達(dá)到平衡時(shí)，氣體的總物質(zhì)的量為原來的八分之七；設(shè)反應(yīng)的氮?dú)馕镔|(zhì)的量為x；
              N₂+3H₂=2NH₃
起始量（mol）  1   3   0
變化量（mol）  x   3x  2x
平衡量（mol）1-x   3-3x 2x
（1-x）+（3-3x）+2x=（1+3）×

7

8

x=0.25mol
則N₂的轉(zhuǎn)化率a（N₂）=25%；
故答案為：25%；
（5）NO₂可用氨水吸收生成NH₄NO₃．25℃時(shí)，將a mol NH₄NO₃溶于水，溶液顯酸性，是因?yàn)殇@根離子水解；反應(yīng)的離子方程式為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；加入氨水溶液抑制銨根離子水解，平衡逆向進(jìn)行；將a mol NH₄NO₃溶于水，向該溶液滴加V L 氨水后溶液呈中性，依據(jù)電荷守恒計(jì)算可知，溶液中氫氧根離子濃度=10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（NO₃^-）；NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)取K_b=2×10^-5 mol?L^-1，設(shè)混合后溶液體積為1L，（NH₄⁺）=c（NO₃^-）=amol/L；根據(jù)一水合氨電離平衡得到：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，平衡常數(shù)K=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

amol/L×10-7mol/L

VL×c(NH3?H2O)mol/L

=2×10^-5 mol?L^-1，計(jì)算得到c（NH₃?H₂O）=

a

200V

mol/L，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺；

a

200V

；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了熱化學(xué)方程式書寫和蓋斯定律應(yīng)用，化學(xué)平衡的影響因素分析，平衡常數(shù)的影響因素和計(jì)算應(yīng)用，弱電解質(zhì)溶液中的電離平衡的計(jì)算應(yīng)用，綜合性較大．