Question

（14分）I．氮是地球上含量最丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：（图中涉及物质为气态）

（1）上图是1 mol NO₂和1mol CO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式_________________________________________。

（2）在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  △H<0，其化学平衡常数K与温度t的关系如下表：

t/℃	200	300	400
K	K1	K2	0.5

请完成下列问题。

①试比较K₁、K₂的大小，K₁___________K₂（填写“>”、“=”或“<”）。

②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是______________（填序号字母）：

a．容器内N₂、H₂、NH₃的浓度之比为1:3:2     

b．v(N₂)正=3v(H₂)逆

c．容器内压强保持不变                     

d．混合气体的密度保持不变

③在400℃时，当测得NH₃和N₂、H₂的物质的量分别为1mol和2mol、3mol时，则该反应的v(N₂)正______________v(N₂)逆（填写“>”、“=”或“<”）。

II．描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示，下表是常温下几种弱酸的电离平衡常数（Ka）和弱碱的电离平衡常数（Kb）。

酸或碱	电离平衡常数（Ka或 Kb）
CH3COOH	1.8×10^-5
HNO2	4.6×10^-4
HCN	5×10^-10
HClO	3×10^-8
NH3·H2O	1.8×10^-5

请回答下列问题：

（1）上述四种酸中，酸性最弱的是_________________（用化学式表示）。下列能使醋酸溶液中CH₃COOH的电离程度增大，而电离平衡常数不变的操作是_________________（填序号）。

A．升高温度                     B．加水稀释     

C．加少量的CH₃COONa固体         D．加少量冰醋酸

（2）CH₃COONH₄的水溶液呈____（选填“酸性”“中性”或“碱性”），理由是：__________________________，溶液中各离子浓度大小的关系是__________________________________。

Answer

Ⅰ（1）NO2(g) + CO(g) = CO2(g) + NO(g) △H＝—234kJ·mol-1（2分）

（2）① >（1分） ②C（2分） ③ >（2分） Ⅱ、（1）HCN（1分）B（1分）

（2）中性（1分）CH3COOH与NH3·H2O的电离平衡常数相等，可知CH3COO- 和NH4+在相等浓度时的水解程度相同（2分） c(NH4+)＝c(Cl-) > c(H+)＝c(OH-)（2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ、（1）根据图像可知反应物的总能量高于生成物的总能量，因此反应热△H＝—368kJ/mol＋134kJ/mol＝—234kJ/mol，则该反应的热化学方程式为 NO2(g) + CO(g)＝CO2(g) + NO(g) △H＝—234kJ·mol-1。

（2）①正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，则平衡常数减小，因此K1＞K2。

②在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。a．平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，因此容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2不能说明反应得到平衡状态，a错误；b．v(N2)正＝3v(H2)逆不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，因此不能说明反应达到平衡状态，b错误；c．正方应是体积减小的可逆反应，则压强是减小的，因此容器内压强保持不变可以说明反应达到平衡状态，c正确；d．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此密度始终不变，则混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，d错误，答案选c。

③在400℃时，当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为1mol和2mol、3mol时，即浓度分别是2mol/L、4mol/L、6mol/L，则此时浓度商＝＜0.5，则反应向正反应方向进行，因此该反应的v(N2)正大于v(N2)逆。

Ⅱ、（1）电离常数越小，酸性越弱，因此酸性最弱的是HCN；A．升高温度促进电离，电离常数增大，A错误；B．加水稀释促进电离，温度不变，电离常数不变，B正确；C．加少量的CH3COONa固体抑制醋酸的电离，C错误；D．加少量冰醋酸电离程度减小，D错误，答案选B。

（2）由于CH3COOH与NH3·H2O的电离平衡常数相等因此CH3COO- 和NH4+在相等浓度时的水解程度相同，所以溶液显中性。则根据电荷守恒可知 c(NH4+)＝c(Cl-)＞c(H+)＝c(OH-)。

考点：考查热化学方程式书写、平衡状态判断、平衡常数和电离常数应用等