Question

氨气在科研、生产中有广泛应用．
（1）在三个1L的恒容密闭容器中，分别加入0.1mol N₂和0.3mol H₂发生反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H₁＜0，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中c（N₂）随时间（t）的变化如图1所示（T表示温度）．

①实验Ⅲ在前10分钟内N₂平均反应速率v（N₂）=

 

；（写出计算过程）
②与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ、实验Ⅲ分别采用的实验条件可能为

 

、

 

．
（2）常温下NH₄⁺（aq）+H₂O（l）═NH₃?H₂O（aq）+H⁺（aq）的化学平衡常数为5.55×10^-10mol?L^-1，则NH₃?H₂O的电离平衡常数K=

 

（保留三位有效数字）．
（3）常温下，将1mL pH均为11的氨水与NaOH溶液分别加水稀释，请在如图2中画出两溶液的pH随体积稀释倍数的变化曲线（加必要标注）．
（4）工业上用NH₃消除NO污染．在一定条件下，已知每还原1mol NO，放出热量120kJ，请完成下列热化学方程式：6NO（g）+4NH₃（g）═5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,热化学方程式

专题：化学平衡专题

分析：（1）①根据v=

△c

△t

计算；
②根据c（N₂）随时间（t）的变化线，可判断出平衡移动方向，再推断出采用的实验条件；
（2）根据NH₃?H₂O的电离方程式及水的电离和NH₄⁺（aq）+H₂O（l）NH₃?H₂O（aq）+H⁺（aq）的关系，可求NH₃?H₂O的电离平衡常数；
（3）根据强弱电解质在稀释过程中离子浓度的变化可以画出图；
（4）根据元素守恒及反应物的物质的量与热量的关系，可以写出热化学方程式；

解答： 解：（1）①v（N₂）=

△c (N2)

△t

=

(0.10-0.06 )mol?L-1

10min

=0.004mol?L^-1?min^-1，故答案为：

△c (N2)

△t

=

(0.10-0.06 )mol?L-1

10min

=0.004mol?L^-1?min^-1；
②与实验Ⅱ相比，实验ⅠN₂的平衡浓度变大，平衡逆向移动，且反应速率变大，所以实验Ⅰ的条件为升高温度；实验Ⅲ与实验Ⅱ相比，平衡没有移动，但反应速率变大，所以实验条件为使用催化剂；故答案为：升高温度、使用催化剂；
（2）反应NH₃?H₂ONH₄⁺（aq）+OH^-（aq）可以看作H₂OH⁺（aq）+OH^-（aq）减去反应NH₄⁺（aq）+H₂O（l）NH₃?H₂O（aq）+H⁺（aq），则NH₃?H₂O的电离平衡常数K=

Kw

5.55×10-10mol?L-1

=1.80×10^-5mol?L^-1．
（3）由于氨水是弱电解质、NaOH是强电解质分别加水稀释后，氨水的PH值下降得较慢，而NaOH的PH值下降得较快，如图所示
，故答案为：；
（4）根据元素守恒及电子得失守恒可得，NH₃与NO反应的化学方程式为：6NO+4NH₃=5N₂+6H₂O，由于还原1mol NO，放出热量120kJ，所以该反应的△H₂=-720 kJ/mo1，所以该反应的热化学方程式为：6NO（g）+4NH₃（g）=5N₂（g）+6H₂O（g），△H₂=-720 kJ/mo1；故答案为：-720 kJ/mo1．

点评：本题考查了化学反速率的计算、影响平衡的条件、平衡常数的计算及热化学方程式的书写等知识，本题的难点在（2）中要理解氨水的电离平衡和水的电离平衡及铵根离子的水解之间的关系．