Question

【題目】（1）氮的固定是幾百年來科學(xué)家一直研究的課題 。

下表列舉了不冋溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分化學(xué)平衡常數(shù)K的值：

反應(yīng)	大氣固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)		工業(yè)固氮N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)
溫度/℃	27	2000℃	25	400	450
K	3.84×10－31	0.1	5×108	0.507	200

①分析數(shù)據(jù)可知：大氣固氮反應(yīng)屬于_____________ (填“吸熱”或“放熱”反應(yīng)。

②從平衡視角考慮，工業(yè)固氮應(yīng)該選擇常溫條件，但實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)卻選擇500℃左右的高溫，解釋其原因________________________________。

③在一定的溫度和壓強(qiáng)下，把2體積N2和6體積H2充入一容積可變的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。反應(yīng)達(dá)到平衡后N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%，若在相同容器中充入m 摩爾的N2和n 摩爾的H2也能使平衡時(shí)N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到a%，則m 和n 的關(guān)系用代數(shù)式表達(dá)應(yīng)為___________。若在一定溫度下的定容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，能說明此反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。

A.密度不變 B.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

C.V正(N2)= 2v逆(NH3) D.N2的體積分?jǐn)?shù)不再改變

（2）體積均為10mL，pH均為2的醋酸溶液與一元酸HX溶液分別加水稀釋至1000mL，稀釋過程pH 變化如圖：則HX 的電離平衡常數(shù)_________（填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的電離平衡常數(shù)。稀釋后，HX溶液中水電離出來的c (H+)_______ （填“大于”、“等于”或“小于”）醋酸的溶液中水電離出來的c (H+)，理由是_______________________________________。

（3）已知100℃時(shí)，水的離子積常數(shù)為1×10-12，將此溫度下pH=1的H2SO4溶液aL與pH=11的NaOH溶液bL混合，若所得混合液pH=2，則a∶b=________。

Answer 1

【答案】 吸熱 從反應(yīng)速率角度考慮，高溫更好，從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適 m:n=1:3 B D 大于 大于 HX酸性強(qiáng)于CH3COOH的，稀釋后HX溶液中的c（H+）小于CH3COOH溶液中的c（H+），所以其對(duì)水電離的抑制能力也較弱 11：9

【解析】(1) ①由表中大氣固氮的數(shù)據(jù)可知，隨溫度的升高，K值增大，即升溫平衡正向移動(dòng)，所以該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；②根據(jù)表中數(shù)據(jù)，工業(yè)固氮在常溫下K值很大，但速率很小，所以在高溫下進(jìn)行以提高反應(yīng)速率，同時(shí)從催化劑的最佳活性溫度考慮，適宜選擇在500℃左右進(jìn)行；③要滿足要求，則加入的N2和H2的物質(zhì)的量之比與原來相同，即m：n=1：3；若在定容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，混合氣體的質(zhì)量不變，容器的體積不變，所以當(dāng)混合氣體密度()不變時(shí)，不能說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，則A錯(cuò)誤；該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量是減小的，所以混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量()不變時(shí)，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，則B正確；當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，即2V正(N2)= V逆(NH3)時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，所以C錯(cuò)誤；混合氣體各組份的量保持不變時(shí)，說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，所以D正確。因此正確答案是BD。

(2)由圖象可知一元酸HX在稀釋時(shí)，pH的改變比醋酸的大，說明HX的酸性比醋酸的強(qiáng)，因此其電離平衡常數(shù)大于醋酸的電離平衡常數(shù)；稀釋后，HX溶液的pH大于醋酸溶液的pH，即HX溶液中的c(H+)小于醋酸溶液的c(H+)，對(duì)水的電離平衡抑制程度前者弱于后者，則HX溶液中水電離出來的c(H+)大于醋酸溶液中水電離出來的c(H+)；

(3)已知100℃時(shí)，水的離子積常數(shù)為1×10-12，則pH=1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1mol/L，pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L，因混合后溶液的pH=2，則c(H+)=0.01mol/L = = ，求得a∶b=11：9。