Question

“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= +180.5 kJ/mol

C(s)+O₂(g)=CO₂(g)  △H₂=-393.5 kJ/mol

2C(s)+O₂(g)=2CO(g)  △H₃=-221 kJ/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【解析】
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2 min时体系压强为p₁，则p₁∶p₀=__________。2~5 min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)K_p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K_p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K_b=1.8×10^-5;H₂SO₃的K_a1=1.3×10^-2,K_a2=6.3×10^-8。)

Answer

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)  △H=-746.5kJ·mol-1 7∶4(或1.75∶1) 0.22 mol·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=-393.5 kJ/mol③2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H3=-221 kJ/mol由盖斯定律计算②×2−③−①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) 1.00    0   0

反应(mol/L) 0.5     1   0.25

2min(mol/L) 0.5      1   0.25

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) 、 0.22 mol·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    3      0

反应了(mol) x    3x     2x

平衡时(mol)1−x    3−3x    2x

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