Question

【題目】硝酸是一種重要的化工原料，工業(yè)上采用氨的催化氧化法制備硝酸。

(1) 已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)為放熱反應(yīng)，在恒容容器中能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（_______）

A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:2:3

B. v正(N2)=v逆(H2)

C.容器內(nèi)壓強保持不變

D.混合氣體的密度保持不變

(2)理論上,為了增大平衡時的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是_____________(要求答出兩點)

⑶合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下表，則400℃時,測得某時刻氮氣、氫氣、氨氣的物質(zhì)的量濃度分別為1 mol·L-1、2 mol·L-1、3 mol·L-1時,此時刻該反應(yīng)正反應(yīng)速率_____ 逆反應(yīng)速率(填“大于”、“小于”或“等于”）

溫度/℃	200	300	400
K	1.0	0.86	0.5

(4)消除硝酸工廠尾氣的一種方法是用甲烷催化還原氮氧化物，已知：

① CH4 (g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △ H＝－890.3 kJ·mol-1

② N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) △ H＝－67.0 kJ·mol-1

則CH4(g)將NO2(g)還原為N2(g)等的熱化學(xué)方程式為___________________________________________

(5)在25 ℃下，向濃度均為0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成____沉淀(填化學(xué)式)，當(dāng)兩種沉淀共存時,溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=_________(已知25 ℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

Answer 1

【答案】 C 降溫、加壓、分離氨氣 小于 CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-823.3kJ/mol Cu(OH)2 8.2×108 或9×109 / 11

【解析】（1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時, v正=v逆 (同種物質(zhì)表示)或正逆速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比(不同物質(zhì)表示),反應(yīng)混合物各組分的物質(zhì)的量、濃度、含量不再變化,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,由此進(jìn)行判斷；（2）根據(jù)反應(yīng)特點分析增大平衡轉(zhuǎn)化率的措施；（3）根據(jù)濃度商和平衡常數(shù)相對大小判斷平衡移動方向，從而推斷正逆反應(yīng)速率大小；（4）根據(jù)蓋斯定律計算反應(yīng)熱，書寫熱化學(xué)方程式；（5）根據(jù)溶度積計算。

詳解: （1）A. 容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:2:3，不能說明反應(yīng)混合物各組分的濃度不再變化,所以A選項是錯誤的；B.當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時, 3v正(N2)=v逆(H2),故B錯誤；
C.反應(yīng)前后氣體體積不相同，壓強不變說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C正確；D.混合氣體的總質(zhì)量不變,容器容積為定值,所以密度自始至終不變,不能說明達(dá)到平衡,故D錯誤；所以C選項是正確的。

（2）由于該反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)，可以通過降溫、加壓、分離氨氣等措施增大平衡時的轉(zhuǎn)化率；因此本題答案為：降溫、加壓、分離氨氣。

(3)QC==2.25>K=0.5，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此v正(N2)=v逆(N2)，因此，本題正確答案是: 小于；

（4）① CH4 (g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △ H＝－890.3 kJ·mol-1

② N2(g)＋2O2(g)＝2NO2(g) △ H＝－67.0 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律：①-②得：CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-823.3kJ/mol，

因此，本題正確答案是: CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g)+CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-823.3kJ/mol；

（5）由于Ksp[Cu(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2]，所以先生成Cu(OH)2沉淀；當(dāng)兩種沉淀共存時，溶液是Cu(OH)2、Mg(OH)2的飽和溶液，溶液中OH-離子濃度相同，根據(jù)溶度積常數(shù)計算，溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)= ==8.2×108，

故答案為：8.2×108 或9×109 / 11。