Question

Ⅰ．科學家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．
（l）目前合成氨技術原理為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4KJ/molNH₃極易溶于水，其水溶液俗稱氨水．用水稀釋0.1mol/L的氨水，溶液中隨著水量的增加而減小的是

 

（填序號）．
a.

c(N H + 4 )．c(OH-)

c(NH．3H2O)

 b.

c(NH．3H2O)

c(OH-)

c．c（H⁺）．c（OH^-）d.

c(OH-)

c(H+)

（2）1998年希臘亞里士多德大學的兩位科學家采用高質子導電性的SCY冉瓷（能傳遞H⁺），實現了高溫常壓下利用N₂和H₂電解合成氨．其陰極的電極反應式

 

．
（3）根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發生下列反應：2N₂（g）+6HO（1）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=aKJ/mol進一步研究NH₃生成量與溫度的關系，常壓下達到平衡時測得部分實驗數據如表

T/K	303	313	323
NH3生成量/（10-6mol）	4.8	5.9	6.0

①此合成反應的a

 

0，△S

 

0，（填“＞”“＜”或“=”）．
②已知：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4KJ/mol；
2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（g）△H=-571.6KJ/mol
則2N₂（g）+6H₂O（g）=4NH（g）+3O₂（g）△H=

 

．
Ⅱ．已知可逆反應（未配平）X（g）+Y（g）?Z（g）△H＞0．溫度為T₀時，在容積固定的容器中發生反應，各物質的濃度隨時間變化的關系如圖a所示．
（1）T₀℃時，該反應的平衡常數為

 

（2）圖b為200℃時容器內c （Z）的變化曲線，請在圖中補畫該反應在100℃時的c （Z）的變化曲線．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,原電池和電解池的工作原理,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：

分析：Ⅰ．（1）加水稀釋，促進一水合氨的電離，平衡向正方向移動；
（2）電解池的陰極發生得電子的還原反應；
（3）①由表中數據判斷升高溫度平衡移動的方向，以此判斷反應熱；
根據物質的聚集狀態判斷△S；②依據蓋斯定律進行分析計算，通過合并熱化學方程式得到焓變；
Ⅱ．（1）依據圖象分析判斷平衡狀態反應物和生成物平衡濃度，結合平衡常數概念列式計算；
（2）依據“先拐先平，數值大”，升高溫度，Z的物質的量濃度增大，平衡向正反應方向移動．

解答： 解：Ⅰ（1）氨水中存在NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，加水稀釋，促進一水合氨的電離，平衡向正方向移動，則n（NH₄⁺）、n（OH^-）增大，c（OH^-）減小，c（H⁺）增大，但弱電解質的電離平衡常數不變，水的離子積常數不變，故答案為：bd；
（2）電解池的陰極發生得電子的還原反應，在合成氨中，氮氣得電子，所以陰極反應為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃，故答案為：N₂+6H⁺+6e^-=2NH₃；
（3）①由表中數據判斷升高溫度平衡向正方向移動，則△H＞0，根據物質的聚集狀態判斷△S增大；故答案為：＞；＞；
②已知①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ/mol；氫氣的燃燒熱285.8kJ/mol，反應的熱化學方程式為②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ/mol
以上兩熱化學方程式消去氫氣合并，①×2+②×6得到熱化學方程式為：2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃（g）+3O₂（g）△H=+1530kJ/mol，
故答案為：+l530kJ/mol；
Ⅱ（1）溫度為T₀時，X的物質的量濃度的變化量=（0.3-0.05）mol/L=0.25mol/L；
Y的物質的量濃度的變化量=（0.4-0.15）mol/L=0.25mol/L，
Z的物質的量濃度的變化（0.5-0）mol/L=0.5mol/L，該反應方程式為X（g）+Y（g）?2Z（g），
所以發生反應時，各物質的反應速率大小關系為，2v（X）=2v（Y）=v（Z），反應的化學方程式為：X（g）+Y（g）?2Z（g）
依據圖象可知，c（X）=0.05mol/L；c（Y）=0.15mol/L；c（Z）=0.5mol/L；
K=

c2(Z)

c(X)c(Y)

=

(0.5mol/L)2

0.05mol/L×0.15mol/L

=33.3
故答案為：33.3；
（2）依據“先拐先平，數值大”，升高溫度，Z的物質的量濃度增大，畫出圖象為：，
故答案為：．

點評：本題考查了化學平衡的計算，影響平衡的因素分析，電極反應式的書寫，蓋斯定律的應用，考查角度廣，題目綜合性強．明確分析圖象時運用“先拐先平，數值大”來判斷外界條件的相對大小，題目難度中等．