Question

科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．

（1）最新“人工固氮”的研究報(bào)道：常溫常壓、光照條件下，N₂在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)：
2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃ （g）+3O₂（g）+Q
已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系如圖1，則此反應(yīng)的 Q______0 （填“＞”“＜”或“=”）．
（2）常溫下，如果上述反應(yīng)在體積不變的密閉容器中發(fā)生，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，______ （選填編號(hào)）．
A．容器中氣體的平均分子量不隨時(shí)間而變化　　 B． v（N₂）/v（O₂）=2：3
C．容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化　　　　　 D．通入稀有氣體能提高反應(yīng)的速率
（3）將反應(yīng)生成的混合氣體通入水中即可得氨水．用水稀釋0.1mol?L^-1氨水，溶液中隨著水量的增加而增大的是______（填字母標(biāo)號(hào)）．
A．c（H⁺）×c（NH₃?H₂O）/c（OH^-）　　　　B．c（NH₄⁺）×c（OH^-）/c（NH₃?H₂O）
C．c（H⁺）?c（OH^-）　　　　　　　　 　D．
（4）常溫下，在恒壓密閉容器中上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，在其他條件不變時(shí)，通入2mol N₂，請(qǐng)?jiān)趫D2中畫(huà)出正_（v正）、逆_（v逆）反應(yīng)速率隨時(shí)間t變化的示意圖．

Answer 1

解：（1）平衡常數(shù)K與溫度的關(guān)系可知，升高溫度，平衡常數(shù)K增加，即平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)方向是吸熱方向，所以a＜0，故答案為：＜；
（2）A．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體的總的物質(zhì)的量不變，總質(zhì)量不變，所以容器中氣體的平均分子量不隨時(shí)間而變化，故A正確；
B．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，v（N₂）/v（O₂）=2：3，所以當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，v（N₂）/v（O₂）=2：3，故B正確；
C．當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，混合氣體的總質(zhì)量不變，容器的體積不變，容器中氣體的密度不隨時(shí)間而變化，故C正確；
D．通入稀有氣體，反應(yīng)物的濃度不變，反應(yīng)速率不變，故D錯(cuò)誤；
故選：ABC；
（3）A．由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，K_b=，K_W=C（H⁺）?C（OH^-），所以=×=×，而溫度不變，電離平衡常數(shù)不變，水的離子積不變，溶液中隨著水量的增加，由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，n（OH^-）增大，n（NH₄⁺）增大，且兩者相等，所以不變，故A錯(cuò)誤；
B．該式子是電離平衡常數(shù)表達(dá)式，溫度不變，電離平衡常數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；
C．溫度不變，水的離子積不變，故C錯(cuò)誤；
D．溫度不變，水的離子積不變，當(dāng)稀釋氨水時(shí)，溶液中氫氧根的濃度減小，氫離子的濃度增加，所以增大，故D正確；
故答案為：D；
（4）4）在恒壓密閉容器中上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，在其他條件不變時(shí)，通入2mol N₂，容器的體積擴(kuò)大，N₂的濃度增大，生成物的濃度減小，即V_正增大，V_逆減小，最終相等，圖象為：，故答案為：．
分析：（1）根據(jù)溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響分析；
（2）當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理性不變，以此解答該題．
（3）根據(jù)電離平衡常數(shù)、溶液中各微粒的濃度分析；
（4）在恒壓密閉容器中上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，在其他條件不變時(shí)，通入2mol N₂，容器的體積擴(kuò)大，N₂的濃度增大，生成物的濃度減小，
點(diǎn)評(píng)：本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)、化學(xué)平衡、弱電解質(zhì)的電離等，明確稀釋時(shí)電離平衡的移動(dòng)及離子的物質(zhì)的量、離子的濃度的變化是解答的關(guān)鍵，并注意離子積與溫度的關(guān)系來(lái)解答．