Question

【题目】（1）氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题 。

下表列举了不冋温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值：

反应	大气固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)		工业固氮N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)
温度/℃	27	2000℃	25	400	450
K	3.84×10－31	0.1	5×108	0.507	200

①分析数据可知：大气固氮反应属于_____________ (填“吸热”或“放热”反应。

②从平衡视角考虑，工业固氮应该选择常温条件，但实际工业生产却选择500℃左右的高温，解释其原因________________________________。

③在一定的温度和压强下，把2体积N2和6体积H2充入一容积可变的密闭容器中，发生如下反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。反应达到平衡后N2的质量分数为a%，若在相同容器中充入m 摩尔的N2和n 摩尔的H2也能使平衡时N2的质量分数达到a%，则m 和n 的关系用代数式表达应为___________。若在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应，能说明此反应已达化学平衡状态的是________。

A.密度不变 B.混合气体平均相对分子质量不变

C.V正(N2)= 2v逆(NH3) D.N2的体积分数不再改变

（2）体积均为10mL，pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL，稀释过程pH 变化如图：则HX 的电离平衡常数_________（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的电离平衡常数。稀释后，HX溶液中水电离出来的c (H+)_______ （填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的溶液中水电离出来的c (H+)，理由是_______________________________________。

（3）已知100℃时，水的离子积常数为1×10-12，将此温度下pH=1的H2SO4溶液aL与pH=11的NaOH溶液bL混合，若所得混合液pH=2，则a∶b=________。

Answer 1

【答案】 吸热 从反应速率角度考虑，高温更好，从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适 m:n=1:3 B D 大于 大于 HX酸性强于CH3COOH的，稀释后HX溶液中的c（H+）小于CH3COOH溶液中的c（H+），所以其对水电离的抑制能力也较弱 11：9

【解析】(1) ①由表中大气固氮的数据可知，随温度的升高，K值增大，即升温平衡正向移动，所以该反应是吸热反应；②根据表中数据，工业固氮在常温下K值很大，但速率很小，所以在高温下进行以提高反应速率，同时从催化剂的最佳活性温度考虑，适宜选择在500℃左右进行；③要满足要求，则加入的N2和H2的物质的量之比与原来相同，即m：n=1：3；若在定容密闭容器中发生上述反应，混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以当混合气体密度()不变时，不能说明反应已达平衡状态，则A错误；该反应前后气体的物质的量是减小的，所以混合气体平均相对分子质量()不变时，反应已达平衡状态，则B正确；当正逆反应速率相等时，即2V正(N2)= V逆(NH3)时反应已达平衡状态，所以C错误；混合气体各组份的量保持不变时，说明反应已达平衡状态，所以D正确。因此正确答案是BD。

(2)由图象可知一元酸HX在稀释时，pH的改变比醋酸的大，说明HX的酸性比醋酸的强，因此其电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数；稀释后，HX溶液的pH大于醋酸溶液的pH，即HX溶液中的c(H+)小于醋酸溶液的c(H+)，对水的电离平衡抑制程度前者弱于后者，则HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液中水电离出来的c(H+)；

(3)已知100℃时，水的离子积常数为1×10-12，则pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1mol/L，pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L，因混合后溶液的pH=2，则c(H+)=0.01mol/L = = ，求得a∶b=11：9。