Question

(14分)化學(xué)反應(yīng)原理在科研和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。

（1）某化學(xué)興趣小組進行工業(yè)合成氨的模擬研究，反應(yīng)的方程式為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。在lL密閉容器中加入0.1 mol N2和0.3mol H2，實驗①、②、③中c(N2)隨時間(t)的變化如下圖所示：

實驗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)=__________________；與實驗①相比，實驗②和實驗③所改變的實驗條件分別為下列選項中的__________、__________(填字母編號)。

A．增大壓強

B．減小壓強

C．升高溫度

D．降低溫度

E．使用催化劑

（2）已知NO2與N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：2NO2(g)N2O4(g)。

①T℃時，將0.40 mol NO2氣體充入容積為2L的密閉容器中，達到平衡后，測得容器中c(N2O4)=0.05 mol/L，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_______________；

②已知N2O4在較高溫度下難以穩(wěn)定存在，易轉(zhuǎn)化為NO2，若升高溫度，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K將_____________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

③向絕熱密閉容器中通入一定量的NO2，某時間段內(nèi)正反應(yīng)速率隨時問的變化如圖所示。下列說法正確的是__________(填字母編號)。

A．反應(yīng)在c點達到平衡狀態(tài)

B．反應(yīng)物濃度：a點小于b點

C．Δt1=Δt2時，NO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃時，將amol/L的氨水與b mol/L鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液恰好顯中性，則a______b。 (填“>”、“<”或“=”)；用a、b表示NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=________________。

Answer 1

（14分）（1）0.008 mol/(L·min)（2分）；E（1分）；C（1分）

（2）①5L/mol（2分） ②減�。�2分），③C（2分）；

（3）＞（2分） （2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖示可知實驗②從初始到平衡的過程中，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(N2)=(0.1mol/L－0.06mol/L)÷10min=0.004mol/(L·min),由于v(NH3)：v(N2)=2:1，所以v(NH3)=2 v(N2)= 0.008mol /(L·min)；與實驗①相比，實驗②達到平衡所需要的時間短，反應(yīng)速率快，而物質(zhì)的平衡濃度沒有變化，說明平衡沒有發(fā)生移動，則所改變的實驗條件是加入催化劑，選項是E；而實驗③達到平衡所需要的時間短，反應(yīng)速率快，而物質(zhì)N2的平衡濃度比①高，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，所改變的實驗條件是升高溫度，選項是C；（2）已知NO2與N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：2NO2(g) N2O4(g)。①T℃時，將0.40 mol NO2氣體充入容積為2L的密閉容器中，在反應(yīng)開始時c(NO2)=0.20mol/L.達到平衡后，測得容器中c(N2O4)=0.05 mol/L，根據(jù)方程式中物質(zhì)反應(yīng)的關(guān)系可知，消耗?c(NO2)=0.10mol/L.，所以c(NO2)(ph)=0.10mol/L.則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(mol/L)；②已知N2O4在較高溫度下難以穩(wěn)定存在，易轉(zhuǎn)化為NO2，說明升高溫度，平衡逆向移動，根據(jù)平衡移動原理：升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。則升高溫度上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K將減��；③A．根據(jù)圖像可知正反應(yīng)速率隨時間的延長而升高，說明反應(yīng)正向進行，反應(yīng)在c點時顯示的速率最大，但此時反應(yīng)可能處于平衡狀態(tài)，也可能未達到判斷，延長不能判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài)，錯誤；B．由于反應(yīng)是從正反應(yīng)方向開始的，所以反應(yīng)物的濃度會逐漸減小，當(dāng)達到平衡時達到最小值，所以反應(yīng)物濃度：a點大于b點，錯誤；C．由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以Δt1=Δt2時，溫度在b～c段高于a～b段，因為溫度對速率的影響大于濃度的影響，所以NO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于 b～c段，正確。（3）25℃時，將amol/L的氨水與b mol/L鹽酸等體積混合，若二者的物質(zhì)的量相等，則反應(yīng)恰好產(chǎn)生NH4Cl，該鹽是強酸弱堿鹽，水解使溶液顯酸性，若反應(yīng)后溶液恰好顯中性，則氨水應(yīng)該稍微過量，所以a＞b；NH3·H2ONH4++OH-；當(dāng)達到電離平衡時c(NH3·H2O)=(a-b)mol/L，c(OH-)=10-7mol/L，所以NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=。

考點：考查化學(xué)反應(yīng)速率的計算、、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、影響化學(xué)平衡的因素、物質(zhì)的電離平衡產(chǎn)生的表達式的書寫的知識。