Question

【題目】(1)含11.2 g KOH的稀溶液與1 L0.1mol/L的H2SO4溶液反應(yīng)放出11.46 kJ的熱量，該反應(yīng)表示中和熱的熱化學(xué)方程式為___________________。

(2)將0.40 mol N2O4氣體充入2 L的恒容密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N2O4(g) 2NO2(g)ΔH。在T1℃和T2℃時，測得NO2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示：

①T1℃，40～80 s內(nèi)用N2O4表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為________mol/(L·s)。

②ΔH________0(填“>”、“<”或“=”)。

(3)向甲、乙兩個容積均為1 L的恒容容器中，分別充入2 mol A、2 mol B和1 mol A、1 mol B。相同條件下(溫度T ℃)，發(fā)生下列反應(yīng)：A(g)+B(g)xC(g) ΔH<0。測得兩容器中c(A)隨時間t的變化如圖所示:

①甲容器平衡后物質(zhì)B的轉(zhuǎn)化率為_______；

②T℃ 時該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。

(4)在25 ℃下，將a mol/L的氨水與0.01mol/L的鹽酸等體積混合，反應(yīng)平衡時溶液中c(NH4+)=c(Cl-)。

①則溶液顯________性(填“酸”“堿”或“中”)；

②用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb＝__________________。

Answer 1

【答案】KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=－57.3kJ/mol 0.00125 > 61% 2 中

【解析】

(1)先計算KOH、H2SO4的物質(zhì)的量，然后判斷哪種物質(zhì)過量，確定反應(yīng)產(chǎn)生1mol液態(tài)水放出的熱量，即得該反應(yīng)的中和熱的熱化學(xué)方程式；

(2)① Tl℃時，40s～80s內(nèi)二氧化氮的物質(zhì)的量從0.40mol變?yōu)?/span>0.60mol，根據(jù)v=計算出用二氧化氮表示的平均反應(yīng)速率，然后根據(jù)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)成正比計算出用N2O4表示的平均反應(yīng)速率；

②根據(jù)圖象曲線變化可知，Tl℃時反應(yīng)速率大于T2℃，且T2℃達(dá)到平衡時二氧化氮的物質(zhì)的量小于Tl℃，根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響判斷該反應(yīng)的反應(yīng)熱；

(3)①先根據(jù)圖示計算出甲容器中A的轉(zhuǎn)化量，再結(jié)合方程式中A、B的轉(zhuǎn)換關(guān)系，計算出B的轉(zhuǎn)化量，最后根據(jù)轉(zhuǎn)化率等于轉(zhuǎn)化量與總量的比得到該物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；

②計算甲、乙容器中A的轉(zhuǎn)化率，再根據(jù)壓強對A轉(zhuǎn)化率的影響來確定x值，進而利用三段式得到該反應(yīng)平衡時的物質(zhì)的量濃度，帶入平衡常數(shù)表達(dá)式，可計算出其平衡常數(shù)的值；

(4)氨水與鹽酸發(fā)生反應(yīng)HCl+NH3H2O═NH4Cl+H2O，根據(jù)電荷守恒分析溶液的酸堿性，再根據(jù)平衡濃度計算氨水的電離常數(shù)。

(1)11.2g即0.2molKOH的稀溶液與1L、0.1mol/L的H2SO4溶液反應(yīng)放出11.46kJ的熱量，其中堿含有的OH-的物質(zhì)的量是0.2mol，酸溶液含有的H+的物質(zhì)的量為0.1mol/L×1L×2=0.2mol，二者恰好反應(yīng)生成0.2mol水，放出11.46kJ的熱量則反應(yīng)產(chǎn)生1mol水放出熱量為11.46kJ÷0.2=57.3kJ，因此該反應(yīng)的表示中和熱的熱化學(xué)方程式為：KOH(aq)+H2SO4(aq)=K2SO4(aq)+H2O(l)　ΔH=－57.3kJ/mol；

(2)①Tl℃時，40s～80s內(nèi)二氧化氮的物質(zhì)的量從0.40mol變?yōu)?/span>0.60mol，則用二氧化氮表示該時間段的平均反應(yīng)速率為：v(NO2)==0.0025mol/（Ls），化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)成正比，則v(N2O4)= v(NO2)=0.00125mol/（Ls）；

②根據(jù)圖象曲線變化可知，Tl℃時反應(yīng)速率大于T2℃，則溫度大小為：Tl℃＞T2℃，而在T2℃達(dá)到平衡時二氧化氮的物質(zhì)的量小于Tl℃，說明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H＞0；

(3)①甲容器中A反應(yīng)的物質(zhì)的量為△n(A)=(2-0.78)mol/L×1L=1.22mol，根據(jù)A和B的關(guān)系式知，參加反應(yīng)的B的物質(zhì)的量也是1.22mol，則B的轉(zhuǎn)化率=×100%=61%；

②甲容器反應(yīng)達(dá)到平衡后，c(A)0.78mol/L，A的轉(zhuǎn)化率=×100%=61%；乙容器中，A的轉(zhuǎn)化率=×100%=50%，即壓強越大，A的轉(zhuǎn)化率越高，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，因此x=1。反應(yīng)方程式為：

A(g) + B(g) C(g)

c(始)(mol/L) 2 2 0

c(變)(mol/L) 1.22 1.22 1.22

c(平)(mol/L) 0.78 0.78 1.22

所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==2；

(4)①氨水與鹽酸發(fā)生反應(yīng)HCl+NH3H2O═NH4Cl+H2O，根據(jù)電荷守恒：c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)，反應(yīng)平衡時溶液c(NH4+)=c(Cl-)，則溶液中c(H+)=c(OH-)，所以溶液呈中性；

②平衡時由于c(NH4+)=c(Cl-)，則c(NH4+)==0.005mol/L，根據(jù)物料守恒可得c(NH3H2O)=mol/L-0.005mol/L=(-0.005)mol/L，溶液為中性，則c(OH-)=10-7mol/L，所以NH3H2O的電離常數(shù)Kb=。