Question

（14分）完成下列各題：（1）．在時，向容積為2L的密閉容器甲中加入1molN₂、3molH₂及少量固體催化劑，發生反應N₂(g）+3H₂(g）2NH₃(g）;,10min時各物質的濃度不再變化，測得NH₃的物質的量為0.4mol。
①該反應在0～10min時間內H₂的平均反應速率為          N₂的轉化率為         
②在時，若起始時在容器甲中加入0.5molN₂、1.5 molH₂、1 molNH₃，則達到平衡時NH₃的物質的量為（       ）（填選項字母）
a 大于0.4mol   b 等于0.4mol   c 小于0.4mol
③下圖是在時密閉容器甲中H₂的體積分數隨時間t的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應在時的H₂體積分數隨時間t的變化曲線。

（2）.已知：Al^{3 +}與HCO₃^–、CO₃^2–、HS^-、S^2-等能發生徹底的
雙水解，生活中通常利用Al^{3 +}與HCO₃^–的反應來制作泡沫滅火器。泡沫滅火器的簡易構造如下圖，a為玻璃瓶，b為鐵筒，請思考：

①參與反應的液體分別為Al₂(SO₄)₃和NaHCO₃，請問a瓶中盛放的液體為：                。
②為了保證泡沫滅火器的使用壽命，通常在Al₂(SO₄)₃溶液中加入另一種物質抑制硫酸鋁的水解，請問該物質是              。
③已知苯酚是比碳酸更弱的酸，請問，苯酚鈉和硫酸鋁能否發生徹底的雙水解？如能，請寫出該反應的離子反應方程式：                。

Answer 1

（1）① 0.03mol·L^-1 ·min^-1   20％  
②   b   ③畫在圖上 （2）①Al₂(SO₄)₃   ②H₂SO₄
③ 能    Al³⁺+3C₆H₅O^－+3H₂O=Al(OH)₃+3C₆H₅OH↓

（1）①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，平衡時氨氣的物質的量是0.4mol，所以消耗氫氣是0.6mol，氮氣是0.2mol，因此其反應速率為。氮氣的轉化率為。
②根據方程式可知0.5molN₂、1.5 molH₂、1 molNH₃相當于1mol氮氣和3mol氫氣，因此平衡是等效的，所以氨氣的物質的量還是0.4mol。
③因為反應是放熱反應，所以升高溫度，反應速率增大，到達平衡的水解縮短。但平衡向逆反應方向移動，氫氣的含量增大，因此圖像為

(2)①因為硫酸鋁水解顯酸性，會腐蝕鐵，所以a中放的是硫酸鋁，b中放的是碳酸氫鈉。
②硫酸鋁水解顯酸性，因此要抑制其水解，需要加入稀硫酸。
③酸越弱，相應的鹽越容易水解，因此苯酚鈉和硫酸鋁能徹底水解，方程式為Al³⁺+3C₆H₅O^－+3H₂O=Al(OH)₃+3C₆H₅OH↓。