Question

10．（1）在某溫度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，測得溶液中OH^-濃度和時(shí)間的圖象如圖1：

①求該溫度時(shí)，氨水的電離平衡常數(shù)K=4.00×10^-4．
②在t₁時(shí)刻再加入H₂O配成2L溶液，于t₂時(shí)刻重新達(dá)到平衡，請?jiān)谧鴺?biāo)系中畫出t₁～t₂時(shí)間內(nèi)OH^-濃度隨時(shí)間變化的曲線．
（2）某化學(xué)興趣小組進(jìn)行工業(yè)合成氨的模擬研究，反應(yīng)的方程式為：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．在lL密閉容器中加入0.1molN₂和0.3molH₂，實(shí)驗(yàn)①、②、③中c（N₂）隨時(shí)間（t）的變化如圖2所示：
實(shí)驗(yàn)②從初始到平衡的過程中，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（NH₃）=0.008mol•L^-1•min^-1；與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②和實(shí)驗(yàn)③所改變的實(shí)驗(yàn)條件分別為下列選項(xiàng)中的e、b（填字母編號(hào)）．
a．增大壓強(qiáng)b．減小壓強(qiáng)C．升高溫度d．降低溫度e．使用催化劑．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)電離平衡常數(shù)概念及表達(dá)式列式計(jì)算；
②在t₁時(shí)刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀釋氫氧根離子濃度減小，一水合氨是弱電解質(zhì)存在電離平衡，促進(jìn)電離氫氧根離子略增加，于t₂時(shí)刻重新達(dá)到平衡氫氧根離子濃度減小；
（2）根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算反應(yīng)速率，根據(jù)圖象可知②到達(dá)平衡的時(shí)間比①短，到達(dá)平衡時(shí)N₂的濃度與①相同，化學(xué)平衡不移動(dòng)，故②與①相比加了催化劑，①和③比較可知，③的速率比①小，平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛雀�，即平衡逆向移�?dòng)，故③減小了壓強(qiáng)．

解答 解：（1）①在某溫度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，測得溶液中OH^-濃度和時(shí)間的圖象中平衡狀態(tài)下氫氧根離子濃度為0.02mol/L，則該溫度下氨水平衡常數(shù)K=$\frac{0.02mol/L×0.02mol/L}{1mol/L-0.02mol/L}$=4.00×10^-4，
故答案為：4.00×10^-4；
②在t₁時(shí)刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀釋氫氧根離子濃度減小，一水合氨是弱電解質(zhì)存在電離平衡，促進(jìn)電離氫氧根離子略增加，于t₂時(shí)刻重新達(dá)到平衡氫氧根離子濃度減小，據(jù)此畫出的圖象為：，
故答案為：；
（2）根據(jù)像可知，②在10min時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)氮?dú)獾臐舛茸兓癁?.04mol/L，根據(jù)方程式或知，氨氣的濃度變化了0.08mol/L，
則：v（NH₃）=$\frac{0.08mol/L}{10min}$=0.008mol•L^-1•min^-1；
根據(jù)圖象可知②到達(dá)平衡的時(shí)間比①短，到達(dá)平衡時(shí)N₂的濃度與①相同，化學(xué)平衡不移動(dòng)，故②與①相比加了催化劑，故e正確；①和③比較可知，③的速率比①小，平衡時(shí)氮?dú)獾臐舛雀�，即平衡逆向移�?dòng)，故③升減小了壓強(qiáng)，故b正確，
故答案為：0.008mol•L^-1•min^-1；e；b．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響、物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線、化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素等知識(shí)，題目難度中等，試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng)，答題時(shí)注意電解質(zhì)溶液基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用．