Question

(14分)氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：

（1）图1是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图（a、b均大 于0），且已知: 2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g) △H=－c kJ·mol－1(c>0)，请写出CO将NO2还原至N2时的热化学方程式 ;

（2）图2是实验室在三个不同条件的密闭容器中合成氨时，N2的浓度随时间的变化曲线(以a、b、c表示）。已知三个条件下起始加入浓度均为：c(N2)=0.1mol·L－1， c(H2)=0.3mol·L－1;

合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H< 0

①计算在a达平衡时H2的转化率为 ;

②由图2可知，b、c各有一个条件与a不同，则c的条件改变可能是 ; 试写出判断b与a条件不同的理由 ;

（3）利用图2中c条件下合成氨（容积固定）。已知化学平衡常数K与温度(T)的关系如 下表：

T/(K)	298	398	498	……
K	4.1×106	K1	K2	……

①试确定K1的相对大小，K 1 4.1× 106(填写“>”“=”或“<”）

②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据的是 (填序号字母）。

A．容器内NH3的浓度保持不变 B．2υ( N2)正= υ( H2)逆

C．容器内压强保持不变 D．混合气体的密度保持不变

（4）①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用离子反应方程式表示 ) 。

②25℃时，将pH =x氨水与pH =y的硫酸(且x + y = 14, x > 11 )等体积混合后，所得溶液中各种离子的浓度关系正确的是

A．c(SO42－)>c(NH4＋)>c(H＋)>c(OH－) B．c(NH4＋)>c(SO42－)>c(OH－)>c(H＋)

C．c(NH4＋)＋c(H＋)>c(SO42－)＋c(OH－) D．c(NH4＋)>c(SO42－)>c(H＋)>c(OH－)

Answer 1

（14分）

（1） 4CO(g)＋2NO2(g)=4CO2(g)＋N2(g) △H=－(2b＋c－2a)kJ·mol－1（2分）

(或 4CO(g)＋2NO2(g)=4CO2(g)＋N2(g) △H=(2a－2b－c)kJ·mol－1等)

（2）①40%（2分）

②升高温度（1分）；因为加入催化剂能缩短达到平衡的时间，但化学平衡不移动，所以b、a两条件下达到平衡时N2的浓度相同（或其他合理答案）（2分）

（3）<（1分）；AC（2分）

（4）①NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋（2分）

②BC（2分）

【解析】

试题分析：（1）由图1可知，1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO的热化学方程式是CO(g)＋NO2(g)=CO2(g)＋NO(g) △H=-(b-a)kJ/mol，根据盖斯定律，将2CO(g)＋2NO(g)=N2(g)＋2CO2(g) △H=－c kJ·mol－1与上式×2相加，可得CO将NO2还原至N2时的热化学方程式，为4CO(g)＋2NO2(g)=4CO2(g)＋N2(g) △H=－(2b＋c－2a)kJ·mol－1；

（2）①在a达平衡时，氮气的浓度减小（0.1-0.06）mol/L=0.04mol/L，则氢气的浓度减小0.04mol/L×3=0.12mol/L，则平衡时 H2的转化率为0.12mol/L/0.3mol/L×100%=40%；

②由图2可知，曲线c达平衡时氮气的浓度增大且达平衡的时间缩短，说明反应速率加快，且平衡逆向移动，因为合成氨是放热反应，所以c改变的条件可能是升高温度，升高温度，平衡逆向移动，反应速率加快；而b达平衡时与a的氮气的浓度相同，达平衡的时间缩短，反应速率加快，说明平衡不移动，则b改变的条件是加入催化剂，所以b与a的条件不同；

（3）①合成氨是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，所以K1< 4.1× 106；

②A、达平衡时，各物质的浓度均保持不变，所以容器内NH3的浓度保持不变的状态是平衡状态，正确；B、根据化学方程式可知，达平衡时，3υ( N2)正= υ( H2)逆，错误；C、因为合成氨的反应是气体的物质的量发生改变的可逆反应，所以容器的体积固定时，压强不变的状态是平衡状态，正确；D、因为容器的体积不变，气体的总质量不变，所以气体的密度一直不变，所以气体的密度不变的状态不是平衡状态，错误，答案选AC；

（4）①NH4Cl溶液呈酸性的原因是因为铵根离子发生水解反应，使溶液中的氢离子浓度大于氢氧根离子的浓度，离子方程式是NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋；

②25℃时，将pH =x氨水与pH =y的硫酸(且x + y = 14, x > 11 )等体积混合后，则氨水溶液中的氢氧根

离子浓度等于硫酸中的氢离子浓度，因为氨水是弱碱溶液，所以等体积混合后，一水合氨过量，溶液

呈碱性，排除BD，得到的溶液为硫酸铵和一水合氨的混合液，则溶液中c(NH4＋)>c(SO42－)>c(OH－)>c(H

＋)成立；根据电荷守恒规律，有c(NH4＋)＋c(H＋)=2c(SO42－)＋c(OH－)，c(SO42－)>0，所以c(NH4＋)＋c(H

＋)>c(SO42－)＋c(OH－)，则答案选BC。

考点：考查盖斯定律的应用，热化学方程式的书写，溶液中离子浓度的判断，化学平衡移动的判断