题目内容
【题目】工业上利用N2和H2可以实现合成氨气，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列有关问题：
(1)已知N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol－1
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=－92.4kJ.mol－1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=－483.6kJ·mol－1
写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式为___________。
(2)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：
t/K | 298 | 398 | 498 | ...... |
K/(mol/L)2 | 4.1×106 | K1 | K2 | ...... |
完成下列问题：
①比较K1、K2的大小：K1___________K2(填“>”、“=”或“<”)；
②在同温同压下判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________(填序号)；
A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) B.2v(N2) (正)=v(H2) (逆)
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
(3)硝酸工业的尾气NO可用于制备NH4NO3，其工作原理如图。
①其阴极的电极反应式为___________。
②常温下，1LpH=6的NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+c(OH－)=___________mol·L－1。
(4)工业上生产尿素的化学方程式为：
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)
在T℃，体积为4L的密闭容器中，通入6molNH3和3 mol CO2，反应达到平衡时，c(NH3)=0.5mol·L－1，e(CO2)=0.25mol·L－1。若此时保持T℃和平衡时容器的压强不变，再向体积可变的容器中充入3molNH3，则此时反应的V正___________V逆(填“>”“<”或“=”)。再次平衡后，平衡常数为___________。
(5)已知Ksp(AgCl)=1.8×10－10，若向50mL0.09mo1·L－1的AgNO3溶液中加入50mL0.10mol·L－1的盐酸，混合后溶液中的Ag+的浓度为___________mol·L－1。
【答案】4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g) △H＝－905.0 kJ·mol－1 ＞ AD NO＋5e－＋6H＋＝NH4＋＋H2O 10－6 ＜ 16 3.6×10－8
【解析】
(1)根据盖斯定律书写氨气经催化氧化完全生成一氧化氮和水蒸气的热化学方程式；
(2) ①N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H=－92.4kJ.mol－1正反应放热，升高温度平衡逆向移动；
②根据平衡标志判断；
(3) ①阴极得电子发生还原反应；②根据质子守恒：NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+c(OH－)= c(H+)；
(4)平衡常数K=
；根据Q、K的关系判断V正、V逆的关系；
(5)根据Ksp(AgCl) =c(Cl－)c(Ag＋)计算Ag+的浓度
(1)①N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ·mol－1
②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=－92.4kJ.mol－1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=－483.6kJ·mol－1
根据盖斯定律①×2－②×2＋③×3得 4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g) △H＝－905.0 kJ·mol－1 ；
(2) ①N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=－92.4kJ.mol－1正反应放热，升高温度平衡逆向移动，K减小，所以K1＞K2；
②A.2v(H2)(正)=3v(NH3)(逆) ，正逆反应速率比等于系数比，一定达到平衡状态，故选A； B.2v(N2) (正)=v(H2) (逆) ，正逆反应速率比不等于系数比，没有达到平衡状态，故不选B；
C. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 在同温同压下反应，压强是恒量，容器内压强保持不变，不一定达到平衡状态，故不选C；
D.根据
，在同温同压下反应，气体质总量不变、容器体积变小，所以密度是变量，混合气体的密度保持不变，一定平衡，故选D。综上所述，本小题选AD。
(3) ①阴极发生还原反应，根据示意图，NO在阴极得电子发生还原反应生成NH4＋,所以阴极反应式为NO＋5e－＋6H＋＝NH4＋＋H2O；
②pH=6的NH4NO3溶液中，c(H+)=10－6 mol·L－1，根据质子守恒：NH4NO3溶液中c(NH3·H2O)+c(OH－)= c(H+)=10－6 mol·L－1；
(4)平衡常数K=＝
16；同温同压下，体积比等于物质的量比，设T℃和平衡时容器的压强不变，再向体积可变的容器中充入3molNH3，容器体积为VL，
，V=8L，此时Q=＝
32，Q＞K，反应逆向进行V正＜V逆；
(5) 向50mL0.09mo1·L－1的AgNO3溶液中加入50mL0.10mol·L－1的盐酸生成氯化银沉淀，盐酸有剩余，剩余c(Cl－)＝(0.05L×0.10mol·L－1－0.05L×0.09mo1·L－1)÷0.1L＝0.005 mo1·L－1； Ksp(AgCl) =c(Cl－)c(Ag＋) ＝1.8×10－10，c(Ag＋) ＝(1.8×10－10)÷0.005 mo1·L－1＝3.6×10－8 mol·L－1。
