Question

【題目】某氮肥廠用NH3經(jīng)一系列反應制得HNO3。NH3→NO→NO2→HNO3。

(1)25℃時，NH3和O2能反應生成NO和液態(tài)水，生成6mol水時放熱1289kJ，其熱化學方程式是_____。

(2)對于反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g)，在其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強(P1、P2)下隨溫度變化的曲線(如圖)。

請比較P1、P2的大�。�P1____P2(填“>”、“=”或“<”)；該反應△H____0(填“>”、“=”或“<”)。

(3)四氧化二氮和二氧化氮可互相轉化。在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應N2O4(g) 2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。

回答下列問題：

①該反應的△H_____0(填“>”、“=”或“<”)；100℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如圖所示。在0~60s時段，反應速率v(N2O4)為_____molL-1s-1，該溫度下反應的平衡常數(shù)K=_____。

②反應達平衡后，將反應容器的容積縮小到原來的一半，平衡向_____（填“正反應”或“逆反應”）方向移動。

(4)25℃時，將0.1mol·L-1鹽酸滴入20mL0.1mol·L-1氨水中，溶液pH隨加入鹽酸體積的變化曲線如圖所示。

①寫出NH3·H2O的電離方程式：_____。

②b點所示溶液中c(Cl-)_____c(NH)(填“>”、“=”或“<”)。

③c點所示溶液中，離子濃度由大到小的順序是_____。

Answer 1

【答案】4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-1289kJ/mol ＜ < > 0.001molL-1s-1 0.24 逆反應 NH3·H2ONH4++OH- = c(Cl-)> c(NH4+)> c(H+)> c(OH-)

【解析】

根據(jù)圖像和描述判斷平衡移動的方向，結合勒夏特列原理，判斷反應的熱效應，比較壓強大�。凰俾屎推胶獬�數(shù)的計算，根據(jù)公式和圖中給出數(shù)據(jù)進行計算；b、c兩點對應坐標，明確反應情況進行計算，b點為中性溶液，根據(jù)電荷守恒得出二者離子濃度相等，c點恰好完全反應，因NH4+水解比較各離子濃度大小。

(1)氨氣和氧氣在催化劑作用下發(fā)生氧化還原反應，生成NO和水，熱化學方程為4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l) ΔH=-1289kJ/mol；
(2)①該反應的正反應為氣體物質的量減小的反應，其他條件不變時，增大壓強，平衡向氣體物質的量減小的方向移動，即向正反應方向移動，即壓強越高，NO的平衡轉化率越大，根據(jù)圖示知，相同溫度下，壓強P1時NO的轉化率＜P2時NO的轉化率，故P1＜P2；
②其他條件不變時，升高溫度，平衡向著吸熱反應方向移動，又根據(jù)圖示知，相同壓強下，隨著溫度的升高，NO的轉化率降低，即升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故逆反應方向為吸熱反應，則正反應方向是放熱反應，則△H<0；
(3)①N2O4(g)2NO2(g)，N2O4為無色氣體，NO2為紅棕色氣體，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深，說明平衡往正反應方向移動，升高溫度，平衡向著吸熱反應方向移動，故正向為吸熱方向，△H>0；由圖可知，0~60s，Δc(N2O4)=0.060molL-1，v(N2O4)= Δc(N2O4)/Δt=0.060molL-1/60s=0.001molL-1s-1，平衡常數(shù)K= c2(NO2)/c(N2O4)=0.122/0.06=0.24；

②反應達平衡后，將反應容器的容積縮小到原來的一半，則壓強增大，平衡向著氣體物質的量減小的方向移動，即逆反應方向移動；

(4)①NH3·H2O為弱電解質，發(fā)生部分電離，電離方程式為：NH3·H2ONH4++OH-；

②由圖可知，b點pH=7，此溫度條件下，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，根據(jù)電荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)，得出c(NH4+)=c(Cl-)

③由圖可知，c點加入的HCl體積為20mL，二者等濃度等體積混合，恰好完全反應，得到NH4Cl和水，因NH4+水解，故離子濃度由大到小順序為c(Cl-)> c(NH4+)> c(H+)> c(OH-)。