Question

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) 。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．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^一1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=___________。

Answer

（1）0.008mol·L－1·min－1；e；b

（2）①5 ②减小 ③C（3）＞；

【解析】

试题分析：（1）由图像可知实验②从初始到平衡的过程中，氮气的浓度减少了0.04mol/L，则氨气的浓度变化量为0.08mol/L，则v(NH3)=0.08/10=0.008mol·L－1·min－1；与实验①相比，实验②到达平衡的时间比①短，平衡时氮气的浓度相等，说明平衡没发生移动，②使用催化剂；实验③的速率比①小，平衡时氮气的浓度高，说明平衡逆向移动，应为降低压强所致，答案为e，b；

（2）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c(NO2)=0.2-0.1=0.1mol·L，则该反应的平衡常数K=0.05/0.12=5；

②若升高温度，平衡逆向移动，则上述反应的平衡常数K将减小；

③A．反应在c点的速率最大，但反应仍在继续正向进行，所以未达到平衡状态，A错误；B．反应在正向进行，反应物浓度减小，则a点大于b点，B错误；C．c点之前，正反应速率逐渐增大，说明反应为放热反应，温度升高，速率加快，则时，NO2的转化率：a～b段小于 b～c段，C正确；答案选C；

（3）将amol·L的氨水与b mol·L一1盐酸等体积混合，若a=b，反应后溶液恰好显酸性，所以若反应后溶液恰好显中性，则a>b；根据电荷守恒c(NH4+)+ c(H+)= c(Cl-)+ c(OH-)，溶液呈中性，c(H+)= c(OH-)=10-7mol/L，则c(NH4+)= c(Cl-)=b/2mol/L，反应后溶液中c(NH3·H2O)=(a-b)/2 mol/L，所以NH3H2O的电离平衡常数= c(NH4+) c(OH-)/ c(NH3·H2O)=

考点：化学平衡，化学反应速率，酸碱中和，平衡常数