Question

【题目】NH3 作为一种重要化工原料，被大量应用于工业生产，与其有关性质反应的 催化剂研究曾被列入国家 863 计划。

(1)催化剂常具有较强的选择性，即专一性。已知：反应 I ：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g)△H= 905.0 kJ·mol-1 反应 II : 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H= 1266.6 kJ·mol-1 写出 NO 分解生成 N2 与 O2 的热化学方程式_________。

(2)在恒温恒容装置中充入一定量的 NH3 和 O2,在某催化剂的作用下进行反应 I ,测得不同时 间的 NH3 和 O2,的浓度如下表：

时间(min)	0	5	10	15	20	25
c(NH3)/mol·L1	1.00	0.36	0.12	0.08	0.072	0.072
c(O2)/mol L1	2.00	1.20	0.90	0.85	0.84	0.84

则下列有关叙述中正确的是_____。

A．使用催化剂时，可降低该反应的活化能，加快其反应速率

B．若测得容器内 4v 正(NH3) =6v 逆(H2O)时，说明反应已达平衡

C．当容器内n(NO)/n(NH3)=1 时，说明反应已达平衡

D．前 10 分钟内的平均速率 v( NO)=0.088 mol·L-1·min-1

(3)制备催化剂时常产生一定的废液，工业上常利用氢硫酸检测和除去废液中的 Cu2+。 已知：25℃时，K1(H2S) =1.3×107，K2(H2S) =7.1×1015，Ksp(CuS) =8.5×1045

①在计算溶液中的离子浓度时，涉及弱酸的电离通常要进行近似处理。则 0.lmol L1 氢硫 酸的 pH≈______(取近似整数)。

②某同学通过近似计算发现 0.lmol L1 氢硫酸与 0.0lmol L1 氢硫酸中的 c(S2)相等，而且 等于_____mol·L1

③已知，某废液接近于中性，若加入适量的氢硫酸，当废液中 c(Cu2+) >_____mol·L1(计算 结果保留两位有效数字)，就会产生 CuS 沉淀。

Answer 1

【答案】2NO(g)N2(g) +O2(g) △H= 180.8 kJ·mol1 AD 4 7.1×1015 1.2×1030

【解析】

（1）（1）根据盖斯定律可知，（Ⅱ—Ⅰ）/2得NO 分解生成 N2 与 O2 的热化学方程式；

（2）A．加入催化剂，改变反应途径，降低反应的活化能，增加了活化分子百分数，化学反应速率增大；

B．对于反应4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g），应是 6v正（NH3）=4v逆（H2O）时，反应达到平衡状态；

C．当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，与n(NO)/n(NH3)=1 无关；

D. 据方程式NH3和NO前系数相等，则反应速率也相等；

（3）①多元弱酸分步电离，以第一步为主；

②若0.lmol L1 氢硫酸与 0.0lmol L1 氢硫酸中的 c(S2)相等，则可近似认为氢硫根离子和氢离子浓度相等；

③溶液中c(S2—) = 7.1×1015 molL-1，c(Cu2+)= Ksp(CuS)/ c(S2—)。

（1）根据盖斯定律可知，（Ⅱ—Ⅰ）/2得NO 分解生成 N2 与 O2 的热化学方程式2NO(g)N2(g) +O2(g)，则△H=[（1266.6 kJ·mol-1）—（905.0 kJ·mol-1）]/2=180.8 kJ·mol1，故答案为：2NO(g)N2(g) +O2(g) △H= 180.8 kJ·mol1；

（2）A．加入催化剂，改变反应途径，降低反应的活化能，增加了活化分子百分数，化学反应速率增大，故A正确；

B．对于反应4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g），应是 6v正（NH3）=4v逆（H2O）时，反应达到平衡状态，故B错误；

C．当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，与n(NO)/n(NH3)=1无关，故C错误；

D.由图可知V（NH3）=（10.12）mol/L/10min=0.088molL-1min-1，据方程式NH3和NO前系数相等，则反应速率也相等，故υ（NO）=0.088molL-1min-1，故D正确，故答案为：AD；

(3) ①多元弱酸分步电离，以第一步为主，设溶液中氢离子浓度为x，进行近似处理可得K1(H2S) =x2/0.1mol/L =1.3×107，解得x=×104 molL-1，则0.lmol L1 氢硫 酸的 pH≈4，故答案为：4；

②若0.lmol L1 氢硫酸与 0.0lmol L1 氢硫酸中的 c(S2)相等，则可近似认为氢硫根离子和氢离子浓度相等，此时K2(H2S) =c(H+)c(S2—)/c(HS—)= 7.1×1015，c(S2—) = 7.1×1015 molL-1，故答案为：= 7.1×1015；

③溶液中c(S2—) = 7.1×1015 molL-1，由Ksp(CuS) =8.5×1045可得c(Cu2+)=8.5×1045/7.1×1015 molL-1=1.2×1030 molL-1，故答案为：molL-1，。