Question

10．（1）在某温度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，测得溶液中OH^-浓度和时间的图象如图1：

①求该温度时，氨水的电离平衡常数K=4.00×10^-4．
②在t₁时刻再加入H₂O配成2L溶液，于t₂时刻重新达到平衡，请在坐标系中画出t₁～t₂时间内OH^-浓度随时间变化的曲线．
（2）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H＜0．在lL密闭容器中加入0.1molN₂和0.3molH₂，实验①、②、③中c（N₂）随时间（t）的变化如图2所示：
实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v（NH₃）=0.008mol•L^-1•min^-1；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的e、b（填字母编号）．
a．增大压强b．减小压强C．升高温度d．降低温度e．使用催化剂．

Answer 1

分析 （1）①依据电离平衡常数概念及表达式列式计算；
②在t₁时刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀释氢氧根离子浓度减小，一水合氨是弱电解质存在电离平衡，促进电离氢氧根离子略增加，于t₂时刻重新达到平衡氢氧根离子浓度减小；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算反应速率，根据图象可知②到达平衡的时间比①短，到达平衡时N₂的浓度与①相同，化学平衡不移动，故②与①相比加了催化剂，①和③比较可知，③的速率比①小，平衡时氮气的浓度高，即平衡逆向移动，故③减小了压强．

解答 解：（1）①在某温度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，测得溶液中OH^-浓度和时间的图象中平衡状态下氢氧根离子浓度为0.02mol/L，则该温度下氨水平衡常数K=$\frac{0.02mol/L×0.02mol/L}{1mol/L-0.02mol/L}$=4.00×10^-4，
故答案为：4.00×10^-4；
②在t₁时刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀释氢氧根离子浓度减小，一水合氨是弱电解质存在电离平衡，促进电离氢氧根离子略增加，于t₂时刻重新达到平衡氢氧根离子浓度减小，据此画出的图象为：，
故答案为：；
（2）根据像可知，②在10min时达到平衡，此时氮气的浓度变化为0.04mol/L，根据方程式或知，氨气的浓度变化了0.08mol/L，
则：v（NH₃）=$\frac{0.08mol/L}{10min}$=0.008mol•L^-1•min^-1；
根据图象可知②到达平衡的时间比①短，到达平衡时N₂的浓度与①相同，化学平衡不移动，故②与①相比加了催化剂，故e正确；①和③比较可知，③的速率比①小，平衡时氮气的浓度高，即平衡逆向移动，故③升减小了压强，故b正确，
故答案为：0.008mol•L^-1•min^-1；e；b．

点评 本题主要考查弱电解质的电离平衡及其影响、物质的量或浓度随时间的变化曲线、化学平衡的影响因素、化学反应速率的影响因素等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，答题时注意电解质溶液基础知识的灵活运用．