Question

18．工業(yè)上煙氣脫氮的原理 NO（g）+NO₂（g）+2NH₃（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）+Q（Q＞0）
（1）該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù) K 的表達(dá)式為$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{c（NO）c（N{O}_{2}）{c}^{2}（N{H}_{3}）}$．
如果平衡常數(shù) K 值增大，對逆反應(yīng)（填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”）的速率影響更大．
（2）若反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行，能說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bd（填序號）
a．容器內(nèi)混合物的質(zhì)量不變                             
b．容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變
c．反應(yīng)消耗 0.5mol NO 的同時生成 1mol N₂
d．NO₂的濃度不變
（3）向 2L 密閉容器中加入反應(yīng)物，10min 后達(dá)到平衡，測得平衡時氣體的物質(zhì)的量增加了 0.2mol，則用
H₂O（g）表示的平均反應(yīng)速率為0.03mol/（L•min）．
（4）如圖是 P₁壓強(qiáng)下 NO 的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間（t）的變化圖，請在圖中畫出其他條件不變情況下，壓強(qiáng)為
P₂（P₂＞P₁）下 NO 的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時間變化的示意圖．
（5）寫出反應(yīng)物中的氨氣的電子式；其空間構(gòu)型為三角錐形；它常用來生產(chǎn)化肥 NH₄Cl．NH₄Cl 溶液顯酸性；
常溫下將等體積等濃度的氨水和NH₄Cl溶液混合，pH＞7，溶液中 NH₃•H₂O、H⁺、OH^-、NH₄⁺、Cl ^一濃度由大到小的關(guān)系是c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（NH₃•H₂O）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）平衡常數(shù)K=$\frac{生成物平衡濃度冪次方乘積}{反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積}$；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行；
（2）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（3）化學(xué)反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$；
（4）壓強(qiáng)為P₂（P₂＞P₁）下，壓強(qiáng)越大平衡逆向進(jìn)行，NO 的轉(zhuǎn)化率減小；壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率大，達(dá)到平衡所需時間少，據(jù)此畫出變化圖象；
（5）NH₃屬于共價化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對共用電子對，氮原子最外層為8個電子，氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽水解溶液顯酸性，常溫下將等體積等濃度的氨水和NH₄Cl溶液混合，pH＞7，一水合氨電離程度大于銨根離子的水解程度．

解答 解：（1）NO（g）+NO₂（g）+2NH₃（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）+Q（Q＞0），反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{c（NO）c（N{O}_{2}）{c}^{2}（N{H}_{3}）}$，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫平衡向吸熱反應(yīng)方向進(jìn)行，平衡逆向進(jìn)行，如果平衡常數(shù) K 值增大，說明是降低溫度平衡正向進(jìn)行，對逆反應(yīng)速率影響大，
故答案為：$\frac{{c}^{2}（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}O）}{c（NO）c（N{O}_{2}）{c}^{2}（N{H}_{3}）}$；逆反應(yīng)；
（2）a．容器內(nèi)混合物的質(zhì)量始終不變，質(zhì)量不變不能說明正逆反應(yīng)速率相同，故a錯誤；
b．反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量變化，當(dāng)容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變，說明反應(yīng)大多平衡狀態(tài)，故b正確；
c．反應(yīng)消耗 0.5mol NO 的同時生成 1mol N₂，只能說明反應(yīng)正向進(jìn)行，不能說明反應(yīng)大多平衡狀態(tài)，故c錯誤；
d．NO₂的濃度不變是平衡標(biāo)志，故d正確；
故答案為：bd；
（3）向 2L 密閉容器中加入反應(yīng)物，10min 后達(dá)到平衡，測得平衡時氣體的物質(zhì)的量增加了 0.2mol，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)電離關(guān)系，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量增加，
NO（g）+NO₂（g）+2NH₃（g）?2N₂（g）+3H₂O（g），△n
                                                                   3                  1
                                                                   n                 0.2mol
n=0.6mol則用H₂O（g）表示的平均反應(yīng)速率v=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{10min}$=0.03mol/（L•min），
故答案為：0.03mol/（L•min）；

（4）壓強(qiáng)為P₂（P₂＞P₁）下，壓強(qiáng)越大平衡逆向進(jìn)行，NO 的轉(zhuǎn)化率減��；壓強(qiáng)越大反應(yīng)速率大，達(dá)到平衡所需時間少，先拐先平壓強(qiáng)大，NO轉(zhuǎn)化率小，據(jù)此畫出圖象為：，
故答案為：；

（5）NH₃屬于共價化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對共用電子對，氮原子最外層為8個電子，故NH₃的電子式為：，結(jié)構(gòu)式為，氨氣為三角錐型結(jié)構(gòu)，氯化銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，溶液中水解顯酸性，常溫下將等體積等濃度的氨水和NH₄Cl溶液混合，pH＞7，一水合氨電離程度大于銨根離子的水解程度，溶液中NH₃•H₂O、H⁺、OH^-、NH₄⁺、Cl ^一濃度由大到小的關(guān)系是溶液中離子濃度大小為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（NH₃•H₂O）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：； 三角錐形； 酸性；c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（NH₃•H₂O）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡常數(shù)影響因素、平衡標(biāo)志、平衡圖象分析、鹽類水解原理等，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．