Question

把大氣中的游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為氮的化合物的過(guò)程稱為固氮．生物固氮和大氣固氮（閃電時(shí)N₂轉(zhuǎn)化為NO）屬于自然固氮，這遠(yuǎn)不能滿足人類的需要．工業(yè)固氮（合成氨）是目前人工固氮的主要方法．（大氣固氮和工業(yè)固氮的平衡常數(shù)K值分別如下表一、表二．）
表一：N₂+O₂?2NO

溫度	27℃	2000℃
K值	3.84×10-31	0.1

表二：N₂+3H₂?2NH₃

溫度	25℃	350℃	400℃	450℃
K值	5×108	1.847	0.507	0.152

（1）根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)分析，下列說(shuō)法正確的是

 

．
a．在常溫下，大氣固氮幾乎不可能，而工業(yè)固氮非常容易進(jìn)行
b．人類大規(guī)模模擬大氣固氮是無(wú)意義的
c．在常溫下，大氣固氮與工業(yè)固氮完成程度相差很大
d．大氣固氮與工業(yè)固氮都是放熱反應(yīng)
（2）在一定條件下，工業(yè)固氮在一固定體積的密閉容器中進(jìn)行直至平衡，有人畫出了下列圖象a和b；達(dá)到平衡后，向密閉容器中分別充入稀有氣體或升高溫度，有人又分別畫出了如圖象c和d．其中有關(guān)圖象正確的是

 

（填編號(hào)）．

（3）在一定條件下，工業(yè)固氮反應(yīng)在體積為VL的密閉容器中進(jìn)行，有關(guān)圖象如圖2，則用H₂表示從開始到平衡時(shí)該反應(yīng)的平均速率：v=

 

．
（4）勒夏特列原理適合于化學(xué)中的一切動(dòng)態(tài)平衡，請(qǐng)用此原理解釋為什么難溶于水和稀硝酸的氯化銀卻能溶于氨水中？請(qǐng)配以必要的方程式和文字來(lái)解釋：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的調(diào)控作用,化學(xué)平衡的影響因素,化學(xué)平衡移動(dòng)原理

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）由表中數(shù)據(jù)可得，在常溫下，大氣固氮的K值很小，但也可能固氮，而工業(yè)固氮的K值很大，又由表中數(shù)據(jù)分析得出，表一的平衡常數(shù)均隨溫度升高而增大，即均升溫平衡正向移動(dòng)，因此正向是吸熱反應(yīng)；而表二的平衡常數(shù)均隨溫度升高而減小，即均升溫平衡逆向移動(dòng)，因此正向是放熱反應(yīng)；
（2）在一定條件下，工業(yè)固氮N₂ +3H₂ ?2NH₃在一固定體積的密閉容器中進(jìn)行，因?yàn)榛旌蠚怏w總質(zhì)量不變（質(zhì)量守恒定律），而總物質(zhì)的量減小直至平衡，因而平均相對(duì)分子質(zhì)量增大直至平衡保持不變；又因混合氣體總質(zhì)量不變，而容器體積不變，即氣體體積也不變，所以氣體的密度始終不變；達(dá)到平衡后，向密閉容器中充入稀有氣體時(shí)，雖然容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，但N₂、H₂、NH₃的濃度（或其分壓）不變，因此平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)氨的百分含量不變；而達(dá)到平衡后，向密閉容器中升高溫度，由于正反應(yīng)放熱，平衡逆向移動(dòng)，所以平衡時(shí)氨的百分含量減��；
（3）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，先求出NH₃的速率，再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，求H₂的速率；
（4）根據(jù)沉淀溶解平衡原理分析．

解答： 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可得，在常溫下，大氣固氮的K值很小，但也可能固氮，而工業(yè)固氮的K值很大，又由表中數(shù)據(jù)分析得出，表一的平衡常數(shù)均隨溫度升高而增大，即均升溫平衡正向移動(dòng)，因此正向是吸熱反應(yīng)；而表二的平衡常數(shù)均隨溫度升高而減小，即均升溫平衡逆向移動(dòng)，因此正向是放熱反應(yīng)，所以選項(xiàng)bc符合題意，
故選bc；
（2）a．在一定條件下，工業(yè)固氮N₂ +3H₂ ?2NH₃在一固定體積的密閉容器中進(jìn)行，因?yàn)榛旌蠚怏w總質(zhì)量不變（質(zhì)量守恒定律），而總物質(zhì)的量減小直至平衡，因而平均相對(duì)分子質(zhì)量增大直至平衡保持不變，故a正確；
b．混合氣體總質(zhì)量不變，而容器體積不變，即氣體體積也不變，所以氣體的密度始終不變，故b錯(cuò)誤；
c．達(dá)到平衡后，向密閉容器中充入稀有氣體時(shí)，雖然容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，但N₂、H₂、NH₃的濃度（或其分壓）不變，因此平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)氨的百分含量不變，故c錯(cuò)誤；d．達(dá)到平衡后，向密閉容器中升高溫度，由于正反應(yīng)放熱，平衡逆向移動(dòng)，所以平衡時(shí)氨的百分含量減小，故d正確，
故選ad；
（3）根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，先求出NH₃的速率，在0→t₂時(shí)間內(nèi)，NH₃的濃度變化量為

n2

V

mol/L，則NH₃的速率為

n2

Vt2

mol/（L?s），所以H₂的速率為

3n2

2Vt2

mol/（L?s），
故答案為：

3n2

2Vt2

mol/（L?s）；
（4）氯化銀存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），Ag⁺與氨水形成配離子，Ag⁺+2NH₃?[Ag（NH₃）₂]⁺，Ag⁺濃度減小，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)，所以，難溶于水和稀硝酸的氯化銀卻能溶于氨水，
故答案為：氯化銀存在沉淀溶解平衡：AgCl（s）?Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），Ag⁺與氨水形成配離子，Ag⁺+2NH₃?[Ag（NH₃）₂]⁺，Ag⁺濃度減小，沉淀溶解平衡向溶解的方向移動(dòng)．

點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡移動(dòng)、反應(yīng)速率計(jì)算、沉淀溶解平衡等，難度不大，其中第（4）應(yīng)明確形成配合物的原理．