Question

(14分)化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。

（1）某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g) ΔH<0。在lL密闭容器中加入0.1 mol N₂和0.3mol H₂，实验①、②、③中c(N₂)随时间(t)的变化如下图所示：

实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v(NH₃)=__________________；与实验①相比，实验②和实验③所改变的实验条件分别为下列选项中的__________、__________(填字母编号)。

A．增大压强    

B．减小压强      

C．升高温度      

D．降低温度       

E．使用催化剂

（2）已知NO₂与N₂O₄可以相互转化：2NO₂(g)N₂O₄(g)。

①T℃时，将0.40 mol NO₂气体充入容积为2L的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中c(N₂O₄)=0.05 mol/L，则该反应的平衡常数K=_______________；

②已知N₂O₄在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO₂，若升高温度，上述反应的平衡常数K将_____________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

③向绝热密闭容器中通入一定量的NO₂，某时间段内正反应速率随时问的变化如图所示。下列说法正确的是__________(填字母编号)。

A．反应在c点达到平衡状态     

B．反应物浓度：a点小于b点

C．Δt₁=Δt₂时，NO₂的转化率：a～b段小于 b～c段

（3）25℃时，将amol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合，反应后溶液恰好显中性，则a______b。 (填“>”、“<”或“=”)；用a、b表示NH₃H₂O的电离平衡常数K_b=________________。

Answer

（14分）（1）0.008 mol/(L·min)（2分）；E（1分）；C（1分）

（2）①5L/mol（2分） ②减小（2分），③C（2分）；

（3）＞（2分） （2分）

【解析】

试题分析：（1）根据图示可知实验②从初始到平衡的过程中，该反应的平均反应速率v(N2)=(0.1mol/L－0.06mol/L)÷10min=0.004mol/(L·min),由于v(NH3)：v(N2)=2:1，所以v(NH3)=2 v(N2)= 0.008mol /(L·min)；与实验①相比，实验②达到平衡所需要的时间短，反应速率快，而物质的平衡浓度没有变化，说明平衡没有发生移动，则所改变的实验条件是加入催化剂，选项是E；而实验③达到平衡所需要的时间短，反应速率快，而物质N2的平衡浓度比①高，说明平衡向逆反应方向移动，所改变的实验条件是升高温度，选项是C；（2）已知NO2与N2O4可以相互转化：2NO2(g) N2O4(g)。①T℃时，将0.40 mol NO2气体充入容积为2L的密闭容器中，在反应开始时c(NO2)=0.20mol/L.达到平衡后，测得容器中c(N2O4)=0.05 mol/L，根据方程式中物质反应的关系可知，消耗∆c(NO2)=0.10mol/L.，所以c(NO2)(ph)=0.10mol/L.则该反应的平衡常数K=(mol/L)；②已知N2O4在较高温度下难以稳定存在，易转化为NO2，说明升高温度，平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，正反应是放热反应。则升高温度上述反应的平衡常数K将减小；③A．根据图像可知正反应速率随时间的延长而升高，说明反应正向进行，反应在c点时显示的速率最大，但此时反应可能处于平衡状态，也可能未达到判断，延长不能判断反应是否处于平衡状态，错误；B．由于反应是从正反应方向开始的，所以反应物的浓度会逐渐减小，当达到平衡时达到最小值，所以反应物浓度：a点大于b点，错误；C．由于正反应是放热反应，所以Δt1=Δt2时，温度在b～c段高于a～b段，因为温度对速率的影响大于浓度的影响，所以NO2的转化率：a～b段小于 b～c段，正确。（3）25℃时，将amol/L的氨水与b mol/L盐酸等体积混合，若二者的物质的量相等，则反应恰好产生NH4Cl，该盐是强酸弱碱盐，水解使溶液显酸性，若反应后溶液恰好显中性，则氨水应该稍微过量，所以a＞b；NH3·H2ONH4++OH-；当达到电离平衡时c(NH3·H2O)=(a-b)mol/L，c(OH-)=10-7mol/L，所以NH3H2O的电离平衡常数Kb=。

考点：考查化学反应速率的计算、、化学平衡状态的判断、影响化学平衡的因素、物质的电离平衡产生的表达式的书写的知识。