Question

17．（1）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道，在常溫常壓和光照條件下N₂在催化劑表面與水發(fā)生反應：
2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）．若已知：
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=a kJ/mol；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=b kJ/mol
則：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）的△H=（2a-3b）kJ/mol�。ㄓ煤琣、b的式子表示）．
（2）在一定條件下，將1.00molN₂（g）與3.00molH₂（g）混合于一個10.0L密閉容器中，在不同溫度下達到平衡時NH₃（g）的平衡濃度如圖1所示．其中溫度為T₁時平衡混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為25.0%．
①該反應在T₁溫度下5.00min達到平衡，這段時間內(nèi)N₂的化學反應速率為0.008mol/（L．min），；
②當溫度由T₁變化到T₂時，平衡常數(shù)關(guān)系K₁＞K₂（填“＞”，“＜”或“=”）；
③T₁溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K₁=9.9×10^-7．
（3）體積均為100mL pH=2的CH₃COOH與一元酸HX，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖2所示，則Ka（HX）＞Ka（CH₃COOH）（填“＞、＜或=”）．
（4）25℃時，CH₃COOH與CH₃COONa的混合溶液，若測得pH=6，則溶液中
c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=（10^-6-10^-8）mol•L^-1（填精確值）．
（5）在25℃下，向濃度均為0.1mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成沉淀的離子方程式為Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．（已知25℃時K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

Answer 1

分析 （1）已知：①．N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=a kJ/mol；
②．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=b kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②×3可得：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g），焓變也進行相應的計算；
（2）在一定條件下，將1.00molN₂（g）與3.00molH₂（g）混合于一個10.0L密閉容器中，溫度為T₁時平衡混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為25.0%，設轉(zhuǎn)化的氮氣為xmol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）
起始量（mol）：1      3         0
變化量（mol）：x      3x        2x
平衡量（mol）：1-x    3-3x      2x
則$\frac{2x}{4-2x}$=25%，解得x=0.4，
①根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計算v（N₂）；
②當溫度由T₁變化到T₂，升高溫度平衡時氨氣的體積分數(shù)減小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減��；
③平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$；
（3）由圖可知，再加水稀釋過程中，HX的PH增大的變化更大，說明HX的酸性比CH₃COOH的酸性強；
（4）根據(jù)電荷守恒，可知溶液中c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺）；
（5）由于K_sp[Mg（OH）₂]＞K_sP[Cu（OH）₂]，則在25℃下，向濃度均為0.1mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成的沉淀為Cu（OH）₂．

解答 解：（1）已知：①．N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=a kJ/mol；
②．2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=b kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，①×2-②×3可得：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g），則△H=（2a-3b）kJ/mol，
故答案為：（2a-3b）；
（2）在一定條件下，將1.00molN₂（g）與3.00molH₂（g）混合于一個10.0L密閉容器中，溫度為T₁時平衡混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為25.0%，設轉(zhuǎn)化的氮氣為xmol，則：
           N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）
起始量（mol）：1     3         0
變化量（mol）：x    3x         2x
平衡量（mol）：1-x  3-3x       2x
則$\frac{2x}{4-2x}$=25%，解得x=0.4，
①v（N₂）=$\frac{\frac{0.4mol}{10L}}{5min}$=0.008mol/（L．min），故答案為：0.008mol/（L．min），；
②當溫度由T₁變化到T₂，升高溫度平衡時氨氣的體積分數(shù)減小，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)關(guān)系K₁＞K₂，故答案為：＞；
③平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{0.8}{10}）^{2}}{（\frac{1-0.4}{10}）×（\frac{3-1.2}{10}）^{3}}$=18.3，故答案為：18.3；
（3）由圖可知，再加水稀釋過程中，HX的PH增大的變化更大，說明HX的酸性比CH₃COOH的酸性強，則：Ka（HX）＞Ka（CH₃COOH），故答案為：＞；
（4）根據(jù)電荷守恒，可知溶液中c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），故c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=（10^-6-10^-8）mol/L，故答案為：（10^-6-10^-8）；
（5）由于K_sp[Mg（OH）₂]＞K_sP[Cu（OH）₂]，則在25℃下，向濃度均為0.1mol•L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成的沉淀為Cu（OH）₂，反應離子方程式為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺，故答案為：Cu²⁺+2NH₃•H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．

點評 本題考查化學平衡計算、化學平衡常數(shù)、反應熱計算、弱電解電離、鹽類水解、溶度積應用等，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)與分析解決問題的能力，難度中等．