Question

一定的条件下，合成氨反应为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N₂的物质的量随时间的变化曲线．图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响．

①该反应的平衡常数表达式为

 

，升高温度，平衡常数

 

（填“增大”或“减小”或“不变”）．
②由图2信息，计算0～10min内该反应的平均速率v（H₂）=

 

，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n（N₂）的变化曲线为

 

．
③图3a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是

 

点，温度T₁

 

T₂（填“＞”或“=”或“＜”）
（3）若将等物质的量的SO₂与NH₃溶于水充分反应，所得溶液呈

 

性，所得溶液中c（H⁺）-c（OH^-）=

 

（已知：H₂SO₃：Ka₁=1.7×10^-2，Ka₂=6.0×10^-8，NH₃?H₂O：Kb=1.8×10^-5）

Answer 1

考点：化学平衡的影响因素,化学平衡的计算

专题：基本概念与基本理论

分析：①由图象1分析，反应是放热反应，依据化学方程式和平衡常数概念分析写出表达式；
②分析图象变化量，计算氮气的反应速率，结合反应速率之比等于系数之比计算得到氢气速率，依据化学反应速率概念计算得到，缩体积，增大压强，平衡向正反应移动，改变瞬间n（N₂）不变，达平衡是n（N₂）减小；
③图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系，曲线上各点都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大；
由图3可知，氢气的起始物质的量相同时，温度T₁平衡后，氨气的含量更高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应移动，故温度T₁＜T₂，据此解答；
（3）依据溶液中电荷守恒分析．

解答： 解：①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反应的平衡常数K=

c 2(NH3)

c(N2)c 3(H 2)

，图象1分析可知反应是放热反应，反应物能量高于生成物能量，温度升高平衡逆向进行，平衡常数减小，故答案为：

c 2(NH3)

c(N2)c 3(H 2)

；减小；
②图象分析2L的密闭容器中，V（N₂）=

1

3

V（H₂）=

0.6mol-0.3mol 2L

10min

=0.015mol/L?min，V（H₂）=0.045mol/L?min；
从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，压强增大，平衡正向进行，瞬间氮气物质的量不变，随平衡正向进行，氮气物质的量减小，则n（N₂）的变化曲线
d符合；
故答案为：0.045mol/L?min；d；
③图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系，曲线上各点都处于平衡状态，故a、b、c都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大，故a、b、c三点中，c的氮气的转化率最高；
由图3可知，氢气的起始物质的量相同时，温度T₁平衡后，氨气的含量更高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应移动，故温度T₁＜T₂，温度越高化学平衡越低，故K₁＞K₂；
故答案为：c；＜；
（3）若将等物质的量的SO₂与NH₃溶于水充分反应，所得溶液呈酸性，c（OH^-）=c（H⁺），电解质溶液中存在电荷守恒c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）得到：c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺），故答案为：酸；c（H⁺）-c（OH^-）=c（HSO₃^-）+2c（SO₃^2-）-c（NH₄⁺）．

点评：本题考查了化学反应和化学平衡影响因素的分析判断，图象分析和平衡常数变化是解题关键，题目难度中等．