Question

【題目】氮的化合物能影響植物的生長，其氧化物也是大氣的主要污染物之一。

(1)固氮直接影響作物生長。自然固氮發(fā)生的反應(yīng)有：

①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180.5kJ·mol－1

②2NO(g)+O2(g)==2NO2(g) ΔH2=－114.1kJ·mo1－l

③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH3=__________kJ ·mol－l。

(2)一定溫度下，將等物質(zhì)的量的NO和CO通入固定容積為4L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，反應(yīng)過程中CO的物質(zhì)的量變化如圖甲所示：

①能判斷反應(yīng)已達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是___________(填序號)；

A.容器中的壓強不變

B.2v正(CO)=v逆(N2)

C.氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

D.NO和CO的體積比保持不變

②0～20min平均反應(yīng)速率v(NO)為_______mol/(L·min)；

③反應(yīng)達平衡后再向容器中加入0.4molCO和0.4molCO2，則此時平衡______(填“向正反應(yīng)方向移動”、“向逆反應(yīng)方向移動”或“不移動”)；

④該反應(yīng)的正反應(yīng)速率如圖乙所示。在t2時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，在其他條件不變的情況下，t3時刻達到新的平衡狀態(tài)。請在上圖乙中，補充畫出從t2到t4時刻正反應(yīng)速率隨時間的變化曲線。_____________；

(3)三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽車尾氣中的NO2，其反應(yīng)分兩步進行。第一步是：C3N3(OH)33HCNO；第二步是HCNO與NO2反應(yīng)，把氮元素和碳元素轉(zhuǎn)變成無毒氣體。請寫出第二步發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式_________________；

(4)常溫下，在x mol·L－1氨水中加入等體積的y mol·L－1硫酸得混合溶液M恰好顯中性。

①M溶液中所有離子濃度由大到小的順序為_________________。

②常溫下，NH3·H2O的電離常數(shù)K=_______________(用含x和y的代數(shù)式表示，忽略溶液混合前后的體積變化)。

Answer 1

【答案】+66.4 AC 0.01 向逆反應(yīng)方向移動 8HCNO+6NO2==7N2+8CO2+4H2O c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)=c(OH-)

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答；

(2)①一定溫度下，將等物質(zhì)的量的NO和CO通入固定容積為4L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。根據(jù)平衡的概念和特征分析判斷；

②根據(jù)三段式分析解答；

③反應(yīng)達平衡后再向容器中加入0.4molCO和0.4molCO2，計算Qc與K的大小關(guān)系進行判斷；

④在t2時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，減小了壓強，則正逆反應(yīng)速率均是減小的，平衡向逆反應(yīng)方向移動，t3時刻達到新的平衡狀態(tài)，據(jù)此畫圖；

(3)第二步是HCNO與NO2反應(yīng)，把氮元素和碳元素轉(zhuǎn)變成無毒氣體為氮氣和二氧化碳，據(jù)此書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；

(4)溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，結(jié)合鹽類水解或電荷守恒分析判斷c(NH4+)、c(SO42-)的大小，再排序；

②將x molL-1的氨水與ymolL-1的硫酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L，溶液中c(NH4+)=2c(SO42-)=ymol/L，混合之后，反應(yīng)前c(NH3H2O)=mol/L，反應(yīng)后c(NH3H2O)=(-y)mol/L，根據(jù)K=計算。

(1)已知：①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJmol-1，②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H2=-114.1kJmol-1，由蓋斯定律可知，①+②得：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)，則△H=(+180.5kJmol-1)+(-114.14kJmol-1)=+66.4kJmol-1，故答案為：+66.4；

(2)①一定溫度下，將等物質(zhì)的量的NO和CO通入固定容積為4L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。A.反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等，容器中氣體的壓強為變量，因此容器中的壓強不變，說明達到了平衡狀態(tài)，故A正確；B.2v正(CO)=v逆(N2)，表示逆反應(yīng)速率＞正反應(yīng)速率，不是平衡狀態(tài)，故B錯誤；C. 反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不等，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，能夠說明達平衡狀態(tài)，故C正確；D.根據(jù)方程式，NO和CO的體積比始終保持不變，不能說明是平衡狀態(tài)，故D錯誤；故答案為：AC；

②一定溫度下，將2.4mol CO通入固定容積為4L的密閉容器中，依據(jù)圖像可知，平衡狀態(tài)一氧化碳物質(zhì)的量為1.6mol；

2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

起始量(mol)2.4 2.4 0 0

變化量(mol) 0.8 0.8 0.4 0.8

平衡量(mol)1.61.6 0.4/span> 0.4

0～20min平均反應(yīng)速率v(NO)==0.01 molL-1min-1，故答案為：0.01；

③K==，反應(yīng)達平衡后再向容器中加入0.4molCO和0.4molCO2，此時Qc==＞K，平衡向逆反應(yīng)方向移動，故答案為：向逆反應(yīng)方向移動；

④在t2時刻，將容器的容積迅速擴大到原來的2倍，減小了壓強，則正逆反應(yīng)速率均是減小的，平衡向逆反應(yīng)方向移動，t3時刻達到新的平衡狀態(tài)，所以從t2到t4時刻正反應(yīng)速率隨時間的變化曲線，故答案為：；

(3)第二步是HCNO與NO2反應(yīng)，把氮元素和碳元素轉(zhuǎn)變成無毒氣體為氮氣和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：8HNCO+6NO27N2+8CO2+4H2O，故答案為：8HNCO+6NO27N2+8CO2+4H2O；

(4)常溫下，在x mol·L－1氨水中加入等體積的y mol·L－1硫酸得混合溶液M恰好顯中性，溶液呈中性，c(H+)=c(OH-)，電荷守恒得：c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-)，所以c(NH4+)=2c(SO42-)，因此M溶液中所有離子濃度由大到小的順序為c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)=c(OH-)，故答案為：c(NH4+)＞c(SO42-)＞c(H+)=c(OH-)；

②將x molL-1的氨水與ymolL-1的硫酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L，溶液中c(NH4+)=2c(SO42-)=ymol/L，混合后反應(yīng)前c(NH3H2O)=mol/L，則反應(yīng)后c(NH3H2O)=(-y)mol/L，則K===，故答案為：。