Question

【題目】用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮及其化合物意義重大。請回答下列問題:

（1）已知: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol

若有34g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量為_______。

（2）T1溫度時，在容積為2 L 的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng): 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0。實驗測得:v正=v(NO)消耗=2v(O2 )消耗=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2) ，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。容器中各反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示:

①下列說法能表明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______(填序號)。

A.混合氣體的密度不變 B.混合氣體的顏色不變

C. k正、k逆不變 D.2v正(O2)= v逆(NO2)

②化學(xué)平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆的數(shù)學(xué)關(guān)系是K=_______。

③T1溫度時，化學(xué)平衡常數(shù)K=______。將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時，若k正=k逆 ，則T2___T1 (填“>”、“<”或“=”)。

（3） 亞硝酸是氮元素重要的含氧酸之一。25℃，測得amol/LHNO2稀溶液的pH=b，該溫度下HNO2電離平衡常數(shù)的精確計算表達(dá)式為K=______(用含a、b的代數(shù)式表示)。將amol/L的NaCN溶液與0.01mol/L的鹽酸等體積混合后，測得溶液pH=7，則溶液中=_____(用含a 的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】 452.5 kJ B、 D k 正/k 逆 160 ＞ 1 /(100a－1)

【解析】試題分析：（1）根據(jù)蓋斯定律計算34g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量；（2）①根據(jù)平衡標(biāo)志分析；②根據(jù)平衡狀態(tài)時v正= v逆分析；③根據(jù)計算； ，將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時，若k正=k逆，則K=1，溫度改變?yōu)?/span>T2時平衡常數(shù)減小，反應(yīng)逆向移動；(3)根據(jù)K= 計算；根據(jù)電荷守恒、物料守恒計算；

解析：（1）Ⅰ N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol

Ⅱ N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol

Ⅲ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律Ⅱ＋Ⅲ× －Ⅰ得 2NH3(g)+ O2(g)= 2NO(g)+ 3H2O(g) △H= - 452.5 kJ/mol，所以34g氨氣經(jīng)催化氧化完全生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣所放出的熱量452.5 kJ；（2）①反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變、氣體體積不變，根據(jù) ，密度是恒量，混合氣體的密度不變不一定平衡，故A錯誤；混合氣體的顏色不變，說明NO2的濃度不變，一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確； C. k正、k逆只隨溫度變化，溫度是恒量，所以k正、k逆是恒量，k正、k逆不變，不一定平衡，故C錯誤； 2v正(O2)= v逆(NO2)，正逆反應(yīng)速率比等于系數(shù)比，一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故D正確。②平衡狀態(tài)時v正= v逆，即k正c2(NO)·c(O2) =k逆c2(NO2)， ；③根據(jù)圖像，平衡時NO的濃度是0.1mol/L、O2的濃度是0.1mol/L、NO2的濃度是0.4mol/L， ；③正反應(yīng)放熱，溫度由T1改變?yōu)?/span>T2，平衡常數(shù)減小，反應(yīng)逆向移動，所以T2>T1；；(3)25℃，測得amol/LHNO2稀溶液的pH=b，則 ，根據(jù)電荷守恒， ，根據(jù)物料守恒，，所以K==；將amol/L的NaCN溶液與0.01mol/L的鹽酸等體積混合后PH=7，則，根據(jù)物料守恒 、、；根據(jù)電荷守恒，， ，，= =1 /(100a－1)。