Question

【題目】氨作為重要化工原料，被大量應用于工業生產。氨在不同催化劑條件下可發生下列兩個反應:

反應I：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=-905.0 kJ·molˉ1

反應 II：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=-1266.6kJ·molˉ1

(1)寫出NO分解生成N2與O2的熱化學方程式：___________________________。

(2)反應I在容積固定的密閉容器中進行，容器內部分物質的物質的量濃度如下表：

時間 濃度	c(NH3)/mol/Ll	c((O2)/mol/L	c(NO)/ mol/L
第 0 min	0.8	1.6	0
第 2 min	0.3	0.975	0.5
第 3 niin	0.3	0.975	0.5
第4 min	0.7	1.475	0.1

①反應從開始到第2min時，v(H2O)=__________________。

②在第3min時，改變的反應條件可能是_________(填選項字母)。

A.使用催化劑 B.臧小壓強 C.升高溫度 D.增加O2的濃度

③該反應達到平衡狀態的標志是___________(填選項字母)。

A.在恒溫恒容的容器中，混合氣體的密度不再變化

B.單位時間內消耗nmolNO的同時消耗nmolNH3

C.百分含量w(NH3)=w(NO)

D.反應速率v(NH3):v(O2):v(NO):v(H2O)=4:5:4:6

(3)①若在容積為2L的密閉容器中充入8molNH3(g)和6molO2(g),發生反應II。保持其他條件不變，在相同時間內測得c(N2)與溫度的關系如圖所示。則T1℃下，NH3的平衡轉化率為___。

②圖中a、c兩點對應的容器內部壓強Pa____Pc(填“>”、“<”或“=”)

(4)氨氣可用于生成硝酸銨化肥。25℃時，已知NH3·H2O的電離常數Kb=1.8×10-5，則硝酸銨在此溫度下發生水解反應的平衡常數Kh=___________。

Answer 1

【答案】 2NO(g) N2(g)+O2(g) △H=-180.8kJ/mol 0.375mol/(L·min) C B 60% > (5/9)×10-9(或5.6×10-10)

【解析】(1)已知：反應I：4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) △H=-905.0 kJ·molˉ1，反應 II : 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) △H=-1266.6kJ·molˉ1，根據蓋斯定律可知（ II-I）÷2可得2NO(g) =O2+N2(g) ，△H=[(-1266.6 kJ·mol-1)-(-905.0 kJ·mol-1)]÷2 = △H= -180.8 kJ·mol-1，NO分解生成N2與O2的熱化學方程式為2NO(g) N2(g) +O2(g) △H= -180.8 kJ·mol-1；(2) ①反應從開始到第2min時，v(H2O)= v(NO)=0.375mol/(L·min)；②在第3min后到4min，根據數據可知反應按比例向逆方向移動，因為該反應為氣體體積增大的放熱反應，故A.使用催化劑不能使平衡移動，選項A不選；B.臧小壓強平衡向氣體體積增大的正反應方向移動，不符合，選項B不選；C.升高溫度平衡向吸熱反應的逆方向移動，不符合，選項C不選；D.增加O2的濃度平衡向正反應方向移動，不符合，選項D不選。答案選C；③A、混合氣體的密度不再改變的狀態 ，恒容條件下，氣體的總質量不變，則混合氣體的密度一直不變，不能作為達到平衡狀態的標志，選項A錯誤；B、單位時間內消耗nmolNO的同時消耗nmolNH3，符合正逆反應速率相等，可作為達到平衡狀態的標志，選項B正確；C、用百分含量w(NH3)=w(NO) 不一定是平衡狀態，所以不能作為達到平衡狀態的標志，選項C錯誤；D、用NH3、O2、NO、H2O的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為4:5:4:6的狀態，不一定是平衡狀態，所以不能作為達到平衡狀態的標志，選項D錯誤；答案選B；(3)①T1℃下，c(N2)=1.2mol/L，則生成的氮氣為1.2mol/L2L=2.4mol，根據反應4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g)可知消耗的氨氣為4.8mol，故轉化率為；②c點溫度較高平衡逆向移動，氣體的總物質的量減少，壓強減小，故圖中a、c兩點對應的容器內部壓強Pa>Pc；(4) 25℃時，已知NH3·H2O的電離常數Kb=1.8×10-5，則NH4++H2ONH3·H2O+H+，Kh=