题目内容
【题目】硝酸是一种重要的化工原料，工业上采用氨的催化氧化法制备硝酸。
(1) 已知反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为放热反应，在恒容容器中能说明该反应达到平衡状态的是（_______）
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:2:3
B. v正(N2)=v逆(H2)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
(2)理论上,为了增大平衡时的转化率,可采取的措施是_____________(要求答出两点)
⑶合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下表，则400℃时,测得某时刻氮气、氢气、氨气的物质的量浓度分别为1 mol·L-1、2 mol·L-1、3 mol·L-1时,此时刻该反应正反应速率_____ 逆反应速率(填“大于”、“小于”或“等于”）
温度/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | 1.0 | 0.86 | 0.5 |
(4)消除硝酸工厂尾气的一种方法是用甲烷催化还原氮氧化物，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
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为___________________________________________
(5)在25 ℃下，向浓度均为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(填化学式)，当两种沉淀共存时,溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=_________(已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)
【答案】 C 降温、加压、分离氨气 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）可逆反应达到平衡时, v正=v逆 (同种物质表示)或正逆速率之比等于化学计量数之比(不同物质表示),反应混合物各组分的物质的量、浓度、含量不再变化,以及由此衍生的一些量也不发生变化,由此进行判断；（2）根据反应特点分析增大平衡转化率的措施；（3）根据浓度商和平衡常数相对大小判断平衡移动方向，从而推断正逆反应速率大小；（4）根据盖斯定律计算反应热，书写热化学方程式；（5）根据溶度积计算。
详解: （1）A. 容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:2:3，不能说明反应混合物各组分的浓度不再变化,所以A选项是错误的；B.当达到平衡状态时, 3v正(N2)=v逆(H2),故B错误；
C.反应前后气体体积不相同，压强不变说明反应达到平衡状态,故C正确；D.混合气体的总质量不变,容器容积为定值,所以密度自始至终不变,不能说明达到平衡,故D错误；所以C选项是正确的。
（2）由于该反应为气体体积减小的放热反应，可以通过降温、加压、分离氨气等措施增大平衡时的转化率；因此本题答案为：降温、加压、分离氨气。
(3)QC=
=2.25>K=0.5，说明反应向逆反应方向进行，因此v正(N2)=v逆(N2)，因此，本题正确答案是: 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
根据盖斯定律：①-②得：CH4(g)+2NO2(g) 2N2 (g) +CO2(g)+ 2H2O(g) △H=-823.3kJ/mol，
因此，本题正确答案是: 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；当两种沉淀共存时，溶液是Cu(OH)2、Mg(OH)2的饱和溶液，溶液中OH-离子浓度相同，根据溶度积常数计算，溶液中C(Mg2+)/C(Cu2+)=
=
=8.2×108，
故答案为：8.2×108 或9×109 / 11。
