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

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol

若某反应的平衡常数表达式为：k=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c(CO)2]，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），某温度下恒容密闭容器中加入一定量 N2O5，测得 N2O5 浓度随时间的变化如下表:

t/min	0.00	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
c(N2O5)/(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 2.00min 时体系压强为 P1，则 P1:P0=_________。2.00~5.00min 内用 NO2 表示的该反应的平均反应速率为_________。

②一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量 N2O5 进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是________（填字母序号）。

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（N2O5） d.气体的平均相对分子质量为 43.2，且保持不变

（3）平衡常数 Kp 是用反应体系中气体物质的分压来表示的，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替，分压=总压 × 物质的量分数，例如:p（NO2）=p总·x（NO2）(x表示气体的物质的量分数)。

N2O4 与 NO2 转换的热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) △H=+24.4kJ/mol

上述反应中，正反应速率 v正=k正·p（N2O4），逆反应速率v逆=k逆·p2（NO2），其中k正、k逆为速率常数，则 Kp 为_________（以 k 正、k 逆表示）。

（4）下图是密闭反应器中按 n（N2）:n（H2）=1:3 投料后，在 200℃、400℃、600℃下，合成 NH3 反应达到平衡时，混合物中 NH3 的物质的量分数随压强的变化曲线，已知该反应为放热反应。

①曲线 a 对应的温度是________。

②M 点对应的 H2 的转化率是___________。

（5）工业上常用氨水吸收二氧化硫，可生成（NH4）2SO3。通过计算判定（NH4）2SO2 溶液的酸碱性________。（写出计算过程，并用简要的文字加以说明）（已知：氨水Kb=1.8×10-5；H2SO3：Ka1=1.3×10-2 Ka2=6.3×10-8）

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO(g)△H=-746.5kJ/mol 7:4 0.22mol.L-1.min-1 b k正/k逆 200℃ 75% 显碱性（计算略）

【解析】(1)若某反应的平衡常数表达式为：k=，反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJmol-l，②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJmol-l，③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJmol-l，盖斯定律计算②×2-③-①得到2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJmolˉ1，故答案为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJmolˉ1；

(2)①相同条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比；

2N2O5(g)═4NO2(g)+O2(g)

开始(mol/L)1.00 0 0

反应(mol/L)0.501.00 0.25

2min(mol/L)0.50 1.00 0.25

反应前后气体的压强之比等于其物质的量之比，所以p1：p0=(0.5+1.0+0.25)mol：1.00mol=，2.00min～5.00min内，v(N2O5)=mol/(L·min)=0.11mol/(L·min)，再根据同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比得NO2的反应速率=2v(N2O5)=0.22molL-1min-1，故答案为：=；0.22molLˉ1minˉ1；

②a．NO2和O2的浓度比始终都不变，不能确定反应是否达到化学平衡状态，故a错误；b．容器中压强不再变化，反应已达到化学平衡状态，故b正确；c．υ正(NO2)=2υ逆(N2O5)才表示正逆反应速率相等，因此2v 正(NO2)=v 逆(N2O5)，说明不是平衡状态，故c错误；d．根据方程式NO2(g)与O2(g)的混合气体的平均相对分子质量为=43.2，平衡时，含有N2O5，气体的平均相对分子质量大于43.2，且保持不变，故d错误；故答案为：b；

(3)平衡时正逆速率相等，由v正=k正．p(N2O4)，v逆=k逆．p2(NO2)，联立可得Kp=，故答案为：；

(4)①合成氨的反应为放热反应，反应温度越高，越不利于反应的进行，曲线a的氨气的物质的量分数最高，其反应温度对应相对最低，所以a曲线对应温度为200°C，故答案为：200°C；

②在M点氨气的物质的量为60%，剩余40%，因为反应器中按n(N2)：n(H2)=1：3投料，故剩余氢气物质的量为30%，因为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，即发生反应的氢气物质的量90%，所以M点对应氢气的转化率=×100%=75%，故答案为：75%；

(5)铵根离子的水解平衡常数===××10-9；亚硫酸根离子的第一步水解平衡常数===××10-6；亚硫酸根离子的水解程度大于铵根离子，溶液显碱性，故答案为：显碱性。