Question

【题目】“绿水青山就是金山银山”，近年来,绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一,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。请回答下列问题：

(1)已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol

2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221kJ/mol

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

(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	1	2	3	4	5
c(N2O5)/<mol·L-1)	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2min时体系压强为p1，则p1∶p0=__________。2~5min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)。

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．气体的密度保持不变

(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数，即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应：NO2(g)+CO(g)NO(g)+CO2(g),该反应中正反应速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),其中k正、k逆为速率常数,则Kp为__________(用k正、k逆表示)。

(4)如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。判断常温下(NH4)2SO3溶液的酸碱性并说明判断依据：______________________________________________。(已知：NH3·H2O的Kb=1.8×10-5;H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。)

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1 7∶4(或1.75∶1) 0.22mol·L-1·min-1 b k正/k逆 200℃ 75% 显碱性,因为Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2SO3)，所以SO32-水解程度大(或其他合理解释)

【解析】（1）若某反应的平衡常数表达式为：K=[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c2(CO)]，该反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)，①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H1=+180.5kJ/mol②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221kJ/mol由盖斯定律计算②×2③①得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1，故答案为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5kJ·mol-1

(2)① 2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)

开始(mol/L) 1.0000

反应(mol/L) 0.5 1 0.25

2min(mol/L) 0.5 10.25

反应前后气体的压强之比等于其物质的量之比,所以p:p0=(0.5+1+0.25)mol:1.00mol=7：4（或1.75），2~5min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为v(NO2)==0.22mol·L-1·min-1②a．NO2和O2的浓度比始终保持不变，不能确定反应是否达到化学平衡状态，故a错误；b.该反应是气体体积增大的反应，容器中的压强不断的发生变化，当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)才表明达到化学平衡状态，故c错误；d.在恒容的条件下，该反应 气体的密度始终保持不变，不能确定反应是否达到化学平衡状态，故d错误。答案为：①7∶4(或1.75∶1) 、 0.22mol·L-1·min-1 ②b

(3)平衡时正逆反应速率相等，由正反应速率v正=k正·p(NO2)·p(CO),逆反应速率v逆=k逆·p(NO)·p(CO2),联立可得Kp= k正/k逆，答案为; k正/k逆

(4) ①合成氨反应放热，温度越低氨气的百分含量越高，所以，曲线a对应的温度是200℃

②3N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

反应前(mol)1 30

反应了(mol)x3x2x

平衡时(mol)1x33x2x

据题意M点时：=60% x=，则氢气的转化率为 答案为：①200℃②

（5）铵根离子水解使溶液显酸性，亚硫酸根离子水解使溶液显碱性，铵根离子水解得到氨水，亚硫酸根离子水解得到亚硫酸氢根离子，亚硫酸根离子是H2SO3的第二步电离，由于K(NH3·H2O)＞Ka1，说明氨水比亚硫酸氢根离子的电离能力强，根据越弱越水解，铵根离子的水解程度小于亚硫酸根离子的水解程度，故溶液显碱性；答案为：显碱性,因为Kb(NH3·H2O)>Ka2(H2SO3)，所以SO32-水解程度大