Question

（12分）完成下列各题：

（1）在T₁℃时，向容积为2L的密闭容器甲中加入1molN₂、3molH₂及少量固体催化剂，发生反应N₂(g）+3H₂(g）  2NH₃(g）;,10min时各物质的浓度不再变化，测得NH₃的物质的量为0.4mol。

①该反应在0～10min时间内H₂的平均反应速率为                        ；

②可以判断上述反应在体积不变的密闭容器中，反应达到平衡的是           。

A.平均相对分子质量不变            B.V_正(N₂)＝2V_逆（NH₃）

C.密闭容器中总压强不变           D.N₂与H₂的物质的量之比为1：3

E.反应物不再转化为生成物

③在T₁℃时，若起始时在容器甲中加入0.5molN₂、1.5 molH₂、1 molNH₃，则达到平衡时NH₃的物质的量为              ；（填选项字母）

A.大于0.4mol      B.等于0.4mol     C.小于0.4mol      D.不能确定

④下图是在T₁℃时密闭容器甲中H₂的体积分数随时间t的变化曲线，请在该图中补画出该反应在T₂℃(T₂>T₁)时的H₂体积分数随时间t的变化曲线。

 

（2）已知：Al³⁺与HCO₃^–、CO₃^2–、HS^-、S^2-等能发生彻底的双水解，生活中通常利用Al^{3 +}与HCO₃^–的反应来制作泡沫灭火器。泡沫灭火器的简易构造如下图，a为玻璃瓶，b为铁筒，请思考：

①参与反应的液体分别为Al₂(SO₄)₃和NaHCO₃，请问a瓶中盛放的液体为：                。

②已知苯酚是比碳酸更弱的酸，请问，苯酚钠和硫酸铝溶液混合后能否发生彻底的双水解？如能，请写出该反应的离子反应方程式：                                          。

 

Answer 1

（1）①0.03mol·L^-1·min^-1；②AC；③ B；④

（2） ①Al₂(SO₄)₃。②Al³⁺+3C₆H₅O^-+3H₂O=Al(OH)₃+3C₆H₅OH↓

解析:（1）①生成氨气是0.4mol，则消耗氢气是0.6mol。反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以氢气的反应速率是。②平均相对分子质量不变是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，反应过程中物质的量是变化的，所以当平均相对分子质量不变时，可以说明。同样C也可以说明。B中应是2V_正(N₂)＝V_逆（NH₃），不正确。平衡时浓度不再发生变化，但氮气和氢气之间的浓度不一定满足1：3，D不正确。平衡时反应速率不是0，E不正确。③0.5molN₂、1.5 molH₂、1 molNH₃就相当于是1molN₂、3molH₂，所以平衡是等效的，因此氨气的浓度不变，即选项B是正确的。

④正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以氢气的含量增大。

(2)①因为硫酸铝水解显酸性，会腐蚀铁，所以a中放的是硫酸铝，b中放的是碳酸氢钠。

②酸越弱，相应的盐越容易水解，因此苯酚钠和硫酸铝能彻底水解，方程式为Al³⁺+3C₆H₅O^－+3H₂O=Al(OH)₃+3C₆H₅OH↓。