Question

（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=

 

（用含a、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N₂的化學反應速率為

 

；
②當溫度由T₁變化到T₂時，平衡常 數(shù)關系K₁

 

K₂（填“＞”，“＜”或“=”），焓變△H

 

0（填“＞”或“＜”）；
③T₁溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K₁=

 

．
（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⁺）=

 

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

 

．
（已知25℃時K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的計算,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質,酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算

專題：

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律求△H；
（2）①令參加反應的氮氣的物質的量為nmol，利用三段式用n表示處于平衡時各組分的物質的量，根據(jù)氨氣的體積分數(shù)列方程計算n的值，再計算用N₂表示的化學反應速率；
②由圖1可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數(shù)減小；
③根據(jù)平衡常數(shù)表達式帶入平衡濃度計算T₁溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K₁；
（3）由圖可知，稀釋相同的倍數(shù)，HX的pH變化程度大，則酸性HX強，電離平衡常數(shù)大；
（4）25℃時，混合液pH=6，c（H⁺）=1.0×10^-6mol/L，則由Kw可知，c（OH^-）=1.0×10^-8mol/L，由電荷守恒可知，c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）；
（5）根據(jù)溶度積常數(shù)確定先沉淀的物質，溶度積常數(shù)越小的物質越先沉淀，銅離子和氨水反應生成氫氧化銅和銨根離子．

解答： 解：（1）因為①N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=a kJ/mol；②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=b kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律可知，目標反應為2×①-3×②，所以2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=（2a-3b）kJ/mol，故答案為：（2a-3b）kJ/mol；
（2）①令參加反應的氮氣的物質的量為nmol，則：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：1        3             0
變化（mol）：n        3n            2n
平衡（mol）：1-n      3-3n          2n
所以所以

2n

(1-n)mol+(3-3n)mol+2nmol

×100%=25%，解得n=0.4，這段時間內N₂的化學反應速率為為：

0.4mol 10L

5.00min

=8.00×10^-3mol/（L?min），
故答案為：8.00×10^-3mol/（L?min）；
②由圖可知，溫度越高，平衡時NH₃的濃度越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，平衡常數(shù)減小，故平衡常數(shù)K_A＞K_B，溫度越高，K值越小，所以正反應是放熱反應，故答案為：＞；＜；
③N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
開始（mol）：1        3             0
變化（mol）：0.4     1.2           0.8
平衡（mol）：0.6     1.8           0.8
平衡濃度（mol/L）  0.06    0.18         0.08
K₁=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

=

0.082

0.06×0.183

=18.3
故答案為：18.3；
（3）由圖可知，稀釋相同的倍數(shù)，HX的pH變化程度大，則酸性HX強，HX的電離平衡常數(shù)更大，Ka（HX）大于Ka（CH₃COOH），故答案為：＞；
（4）25℃時，混合液pH=6，c（H⁺）=1.0×10^-6mol/L，則由Kw可知，c（OH^-）=1.0×10^-8mol/L，由電荷守恒可知，c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=9.9×10^-7mol/L，
故答案為：9.9×10^-7；
（5）溶度積常數(shù)越小的物質越先沉淀，氫氧化銅的溶度積小于氫氧化鎂的溶度積，所以氫氧化銅先沉淀，銅離子和氨水反應生成氫氧化銅沉淀和銨根離子，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：本題考查了反應熱的計算、平衡計算、電解質溶液中的離子平衡，中等難度，注意基礎知識的掌握和運用．