题目

氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．请回答下列问题： （1）如图1是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图（a、b均大 于0），且已知：2CO（g）+2NO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=﹣c kJ•mol﹣1（c＞0），请写出CO将NO2还原至N2时的热化学方程式　　； （2）如图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中合成氨时，N2的浓度随时间的变化曲线（以a、b、c表示）．已知三个条件下起始加入浓度均为：c（N2）=0.1mol•L﹣1，c（H2）=0.3mol•L﹣1； 合成氨的反应：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H＜0 ①计算在a达平衡时H2的转化率为　　； ②由如图2可知，b、c各有一个条件与a不同，则c的条件改变可能是　　； 试写出判断b与a条件不同的理由　　； （3）利用图2中c条件下合成氨（容积固定）．已知化学平衡常数K与温度（T）的关系如 下表： T/（K） 298 398 498 … K 4.1×106 K1 K2 … ①试确定K1的相对大小，K1　　4.1x106（填写“＞”“=”或“＜”） ②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是　　 （填序号字母）． A．容器内NH3的浓度保持不变 B．2υ（ N2）正=υ（ H2）逆 C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变 （4）①NH4Cl溶液呈酸性的原因是（用离子反应方程式表示 ）　　． ②25℃时，将pH=x氨水与pH=y的硫酸（且x+y=14，x＞11 ）等体积混合后，所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是　　 A．c（SO42﹣）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH﹣） B．c（NH4+）＞c（SO42﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+） C．c（NH4+）+c（H+）＞c（SO42﹣）+c（OH﹣）      D．c（NH4+）＞c（SO42﹣）＞c（H+）＞c（OH﹣） 答案：考点：  热化学方程式；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；离子浓度大小的比较． 专题：  化学反应中的能量变化；化学平衡专题；电离平衡与溶液的pH专题． 分析：  （1）依据图1是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能星变化示意图，书写NO2和CO反应生成CO2和NO热化学方程式，根据盖斯定律结合已知方程式书写CO将NO2还原至N2时的热化学方程式； （2）①N2的浓度随时间的变化曲线分析，平衡后氮气的浓度变化为0.04mol/L，氢气的变化浓度为0.12mol/L，依据转化率概念计算； ②合成氨是放热反应，c曲线氮气平衡浓度增大说明平衡逆向进行，改变的是温度；b曲线和a曲线是相同的平衡状态，但达到平衡的时间少，说明是催化剂的作用； （3）①依据合成氨是放热反应，温度升高平衡逆向进行分析平衡常数； ②平衡标志是整正逆反应速率相同，各成分的浓度保持不变分析选项； （4）①氯化铵溶液中铵根两者水解显酸性； ②依据一水合氨存在电离平衡，x+y=14说明平衡状态下氢氧根离子和硫酸溶液中氢离子浓度相同，一水合氨电离平衡正向进行，溶液呈碱性，离子浓度关系可以依据溶液中的电荷守恒方向判断； 解答：  解：（1）依据图1是1molNO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能星变化示意图，1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO反应焓变=aKJ/mol﹣bKJ/mol=（a﹣b）KJ/mol，所以 ①NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=（a﹣b）KJ/mol， ②2CO（g）+2NO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=﹣c kJ•mol﹣1（c＞0）， 将①×2+②得：4CO（g）+2NO2（g）=4CO2（g）+N2（g）△H=﹣（2b+c﹣2a）kJ•mol﹣1， 故答案为：4CO（g）+2NO2（g）=4CO2（g）+N2（g）△H=﹣（2b+c﹣2a）kJ•mol﹣1； （2）①N2的浓度随时间的变化曲线分析，平衡后氮气的浓度变化为0.04mol/L，氢气的变化浓度为0.12mol/L，反应氢气转化率=×100%=40%， 故答案为：40%； ②合成氨是放热反应，c曲线氮气平衡浓度增大说明平衡逆向进行，改变的是温度；b曲线和a曲线是相同的平衡状态，但达到平衡的时间少，说明是催化剂的作用， 故答案为：升高温度；因为加入催化剂能缩短达到平衡的时间，但化学平衡不移动，所以ba条件下达到平衡状态氮气的浓度相同； （3）①合成氨是放热反应，温度升高平衡逆向进行，平衡常数减小所以K1＜4.1x106， 故答案为：＜； ②A．容器内NH3的浓度保持不变，是平衡的标志，故A正确； B．反应速率之比等于化学方程式系数之比，当v（ N2）（正）=3v（ H2）（逆）时，说明氢气的正逆反应速率相同，故B错误； C．反应前后是气体压强变化的反应，容器内压强保持不变，说明反应达到平衡，故C正确； D．反应过程中气体质量不变，体积不变，混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡，故D错误； 故选AC． （4）①NH4Cl溶液呈酸性的原因是铵根离子水解呈酸性，反应的离子方程式为：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+， 故答案为：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+； ②一水合氨存在电离平衡，x+y=14说明平衡状态下氢氧根离子和硫酸溶液中氢离子浓度相同，一水合氨电离平衡正向进行，溶液呈碱性，铵根离子浓度大于硫酸根离子浓度，氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，选项B正确，AD错误；溶液中存在电荷守恒为c（NH4+）+c（H+）=2c（SO42﹣）+c（OH﹣），所以c（NH4+）+c（H+）＞c（SO42﹣）+c（OH﹣），故C正确； 故选BC． 点评：  本题考查了热化学方程式的书写，图象分析判断，盖斯定律计算应用，化学平衡影响因素的分析判断平衡标志理解应用，盐类水解应用酸碱反应注意弱电解质的电离平衡影响，题目难度中等．

查看本题答案和解析