Question

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温常压和光照条件下N₂在催化剂表面与水发生反应：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）．若已知：
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=a kJ/mol；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=b kJ/mol
则：2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）的△H=

 

（用含a、b的式子表示）．
（2）在一定条件下，将1.00molN₂（g）与3.00molH₂（g）混合于一个10.0L密闭容器中，在不同温度下达到平衡时NH₃（g）的平衡浓度如图1所示．其中温度为T₁时平衡混合气体中氨气的体积分数为25.0%．
①该反应在T₁温度下5.00min达到平衡，这段时间内N₂的化学反应速率为

 

；
②当温度由T₁变化到T₂时，平衡常 数关系K₁

 

K₂（填“＞”，“＜”或“=”），焓变△H

 

0（填“＞”或“＜”）；
③T₁温度下该反应的化学平衡常数K₁=

 

．
（3）体积均为100mL pH=2的CH₃COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图2所示，则Ka（HX）

 

Ka（CH₃COOH）（填“＞、＜或=”）．
（4）25℃时，CH₃COOH与CH₃COONa的混合溶液，若测得pH=6，则溶液中C（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=

 

mol?L^-1（填精确值）．
（5）在25℃下，向浓度均为0.1mol?L^-1的MgCl₂和CuCl₂混合溶液中逐滴加入氨水，先生成沉淀的离子方程式为

 

．
（已知25℃时K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，K_sP[Cu（OH）₂]=2.2×10^-20）

Answer 1

考点：用盖斯定律进行有关反应热的计算,化学平衡的计算,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：

分析：（1）根据盖斯定律求△H；
（2）①令参加反应的氮气的物质的量为nmol，利用三段式用n表示处于平衡时各组分的物质的量，根据氨气的体积分数列方程计算n的值，再计算用N₂表示的化学反应速率；
②由图1可知，温度越高，平衡时NH₃的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小；
③根据平衡常数表达式带入平衡浓度计算T₁温度下该反应的化学平衡常数K₁；
（3）由图可知，稀释相同的倍数，HX的pH变化程度大，则酸性HX强，电离平衡常数大；
（4）25℃时，混合液pH=6，c（H⁺）=1.0×10^-6mol/L，则由Kw可知，c（OH^-）=1.0×10^-8mol/L，由电荷守恒可知，c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）；
（5）根据溶度积常数确定先沉淀的物质，溶度积常数越小的物质越先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜和铵根离子．

解答： 解：（1）因为①N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=a kJ/mol；②2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=b kJ/mol，根据盖斯定律可知，目标反应为2×①-3×②，所以2N₂（g）+6H₂O（l）=4NH₃（g）+3O₂（g）△H=（2a-3b）kJ/mol，故答案为：（2a-3b）kJ/mol；
（2）①令参加反应的氮气的物质的量为nmol，则：
            N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始（mol）：1        3             0
变化（mol）：n        3n            2n
平衡（mol）：1-n      3-3n          2n
所以所以

2n

(1-n)mol+(3-3n)mol+2nmol

×100%=25%，解得n=0.4，这段时间内N₂的化学反应速率为为：

0.4mol 10L

5.00min

=8.00×10^-3mol/（L?min），
故答案为：8.00×10^-3mol/（L?min）；
②由图可知，温度越高，平衡时NH₃的浓度越小，说明升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小，故平衡常数K_A＞K_B，温度越高，K值越小，所以正反应是放热反应，故答案为：＞；＜；
③N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）
开始（mol）：1        3             0
变化（mol）：0.4     1.2           0.8
平衡（mol）：0.6     1.8           0.8
平衡浓度（mol/L）  0.06    0.18         0.08
K₁=

c2(NH3)

c(N2)?c3(H2)

=

0.082

0.06×0.183

=18.3
故答案为：18.3；
（3）由图可知，稀释相同的倍数，HX的pH变化程度大，则酸性HX强，HX的电离平衡常数更大，Ka（HX）大于Ka（CH₃COOH），故答案为：＞；
（4）25℃时，混合液pH=6，c（H⁺）=1.0×10^-6mol/L，则由Kw可知，c（OH^-）=1.0×10^-8mol/L，由电荷守恒可知，c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=9.9×10^-7mol/L，
故答案为：9.9×10^-7；
（5）溶度积常数越小的物质越先沉淀，氢氧化铜的溶度积小于氢氧化镁的溶度积，所以氢氧化铜先沉淀，铜离子和氨水反应生成氢氧化铜沉淀和铵根离子，离子方程式为Cu²⁺+2NH₃?H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．
故答案为：Cu²⁺+2NH₃?H₂O?Cu（OH）₂↓+2NH₄⁺．

点评：本题考查了反应热的计算、平衡计算、电解质溶液中的离子平衡，中等难度，注意基础知识的掌握和运用．