Question

【题目】氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。

（1）已知:N2(g)+O2(g)==2NO(g) △H =+180.5kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H =-393.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H =-221kJ·mol-1

若某反应的平衡常数表达式为：k=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c(CO)]，请写出此反应的热化学方程式_______。

（2）N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)，某温度下测得恒容密闭容器中N2O5浓度随时间的变化如表:

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
C(N2O6)/(mol/L)	1.00	0.71	0.50	0.35	0.25	0.17

①反应开始时体系压强为P0，第3.00 min时体系压强为P1，则P1:P0=_______；2min~5.00min 内，O2 的 平 均反应速率为_____________。

②一定温度下，在恒容密闭容器中充人一定量N2O5进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是___。

a.NO2 和O2 的浓度比保持不变 b.容器中压强不再变化

c.2v正(NO2)= v逆(N2 O5 ) d.气体的平均相对分子质量为43.2，且保持不变

（3）将2molN2 和4mo1H2 置于lL的恒容密闭容器中反应。测得不同温度、不同时间段内合成NH3 反应中N2 的转化率，得到数据如下表:

表中a、b、25%三者由大到小的顺序为_____，理由是_____。

（4）将（3）中实验得到的混合气体通入醋酸溶液中并恢复到25℃，当两者恰好反应时，生成的CH3COONH4溶液呈中性，则25℃时NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______(已知:25℃时0.18mol/LCH3COOH 溶液中c(H+)=1.8×10-3mol/L)。

Answer 1

【答案】 2NO(g)+ 2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H =-746.5kJ·mol-1 1.975:1 0.055 mol·L-1·min-1 ab 25%>a=b 升高温度，化学反应速率加快，在小于3h时已达平衡，故a=b。又因该反应正向放热,升温平衡逆向移动N2 的转化率下降，故25%>a=b 1.8×10-5mol/L

【解析】（1）根据平衡常数可得反应方程式④：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，将上述三个已知方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律可知④=②×2③①，则有2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=746.5kJ/mol；

（2）①同温同压下，气体的物质的量之比等于压强之比；根据已知条件列出三段式：

反应前后气体的压强之比等于物质的量之比，所以p1:p0=（0.35+1.30+0.325） : 1=1.975 : 1；

2min~5min内，△c(N2O5)=（0.50-0.17）mol/L=0.33mol/L，同一时段内，各物质浓度变化量之比等于计量系数之比，则△c(O2)=0.165mol/L，所以v(O2)= =0.055mol/(L·min)。

故答案为：1.975:1 ；0.055 mol·L-1·min-1 ；

②变量不变达平衡。a、NO2和O2的浓度在平衡前是一个变量，当浓度不再改变的时候，说明反应达到平衡状态，故a正确；b、恒温恒容时，压强与气体的总物质的量成正比，该反应气体的总物质的量是变量，则压强也是变量，当压强不变时，反应达到平衡，故b正确；c、v正(NO2)=2v逆(N2O5)时才能说明反应达到平衡，故c错误；d、该反应气体的总质量不变，若反应向右进行，气体的总物质的量增大，气体的平均相对分子质量减小，当气体的平均相对分子质量不再改变时，则反应达到平衡状态；若N2O5分解彻底，容器中气体只有NO2与O2，且NO2与O2的物质的量之比为4:1，气体的平均相对分子质量==43.2，但该反应为可逆反应，不能进行彻底，所以平衡时气体的平均相对分子质量应大于43.2，故d 错误。故选ab。

（3）根据表格数据可知，T3和T4条件下，0~1h 时段，反应未达到平衡，此时温度温度越高，反应越快，N2的转化率越大。1h内，T4时N2的转化率高于T3，则温度T4＞T3。由表格数据可知，T3温度下，反应在3h时已处于平衡状态，温度越高，反应先达到平衡，所以T3温度下，反应在3h时也已经处于平衡状态，所以有a=b。又N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H＜0，该反应正反应为放热反应，升高温度，平衡左移，则温度越高反应物的平衡转化率越低，所以a＜25％，所以有25%>a=b。

故答案为：25%>a=b；升高温度，化学反应速率加快，在小于3h时已达平衡，故a=b。又因该反应正向放热,升温平衡逆向移动N2的转化率下降，故25%>a=b。

（4）CH3COONH4溶液呈中性，则CH3COO－的水解程度等于NH4+的水解程度，所以，一定温度下CH3COOH的电离常数Ka等于NH3·H2O的电离平衡常数Kb。25℃时0.18mol/LCH3COOH溶液中c(H+)=1.8×10-3mol/L ，则CH3COOH的电离常数Ka= ≈=1.8×10-5mol/L。故25℃时NH3·H2O的电离常数Kb等于1.8×10-5mol/L。