Question

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、氧等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義．
（1）合成氨反應(yīng)，在2L密閉容器中通入2mol的N₂和6mol的H₂，5min時反應(yīng)達(dá)到平衡，此時容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/4，0-5min該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為V（H₂）=

0.3mol/（L．min）

，N₂的轉(zhuǎn)化率=

50%

，化學(xué)平衡常數(shù)K=

0.59

．
（2）NH₃ （g）與CO₂（g）經(jīng)過兩步反應(yīng)生成尿素〔CO（NH₂）₂〕，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖1：
則NH₃（g） 與CO₂（g） 反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為

2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-134kJ/mol

．
（3）用CO合成甲醇（CH₃OH）的化學(xué)方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，按照相同的物質(zhì)的量投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示．下列說法正確的是

BCD

（填字母）
A．溫度：T₁＞T₂＞T₃
B．平衡常數(shù)：K（a）＞K（c）  
C．平衡常數(shù)：K（b）=K（d）
D．正反應(yīng)速率：v（b）＞v（d）
E．平均摩爾質(zhì)量：M（a）=M（c）
（4）在25℃下，將a  mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)平衡時溶液中C（NH⁺₄）=C（Cl?），則溶液顯（

中

）性（填“酸”“堿”或“中”）；用含a的代數(shù)式表示NH₃?H₂O的電離常數(shù)K_b=

10-9

a-0.01

．

Answer 1

分析：（1）由N₂+3H₂?2NH₃可知，
開始   2    6    0
轉(zhuǎn)化   x    3x    2x
平衡 （2-x）（6-3x） 2x
5min時反應(yīng)達(dá)到平衡，此時容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?span id="ez9libe" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

3

4

，利用物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比計算x，
以此計算反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率、化學(xué)平衡常數(shù)；
（2）由反應(yīng)進(jìn)程和蓋斯定律可知，兩步進(jìn)程相加可得NH₃（g） 與CO₂（g） 反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式；
（3）A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越低，CO的轉(zhuǎn)化率越大；
B．由圖可知，CO的轉(zhuǎn)化率越大，K越大；
C．溫度相同，K相同；
D．壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大；
E．CO轉(zhuǎn)化率的越大，n總越小，由M=

m

n

判斷；
（4）a  mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)平衡時溶液中C（NH⁺₄）=C（Cl?），由電荷守恒分析酸堿性；NH₃?H₂O的電離常數(shù)K_b=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3．H2O)

．

解答：解：（1）由N₂+3H₂?2NH₃可知，
開始   2    6       0
轉(zhuǎn)化   x    3x       2x
平衡 （2-x）（6-3x）  2x
5min時反應(yīng)達(dá)到平衡，此時容器內(nèi)的壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?span id="oxaytrq" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

3

4

，
由物質(zhì)的量與壓強(qiáng)成正比可知

2+6

(2-x)+(6-3x)+2x

=

4

3

，解得x=1，
則0-5min該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為V（H₂）=

3mol 2L

5min

=0.3mol/（L．min），
N₂的轉(zhuǎn)化率為

1mol

2mol

×100%=50%，
由平衡時的濃度可知化學(xué)平衡常數(shù)K=

(1mol/L)2

0.5mol/L×(1.5mol/L)3

=0.59，
故答案為：0.3mol/（L．min）；50%；0.59；
（2）由反應(yīng)進(jìn)程和蓋斯定律可知，兩步進(jìn)程相加可得2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-272kJ/mol+（+138kJ/mol）=-134kJ/mol，
即反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-134kJ/mol，
故答案為：2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-134kJ/mol；
（3）A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越低，CO的轉(zhuǎn)化率越大，則T₁＜T₂＜T₃，故A錯誤；
B．由圖可知，CO的轉(zhuǎn)化率越大，K越大，則K（a）＞K（c），故B正確；
C．溫度相同，K相同，則K（b）=K（d），故C正確；
D．壓強(qiáng)越大，反應(yīng)速率越大，b點(diǎn)壓強(qiáng)大，則v（b）＞v（d），故D正確；
E．CO轉(zhuǎn)化率的越大，n總越小，由M=

m

n

可知，a點(diǎn)n總小，則M（a）＞M（c），故E錯誤；
故答案為：BCD；
（4）a  mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)平衡時溶液中C（NH⁺₄）=C（Cl?），由電荷守恒可知C（NH⁺₄）+C（H⁺）=C（Cl?）+C（OH?），則C（H⁺）=C（OH^-），即溶液為中性；NH₃?H₂O?NH⁺₄+OH^-，C（OH^-）=10^-7mol/L，C（NH⁺₄）=C（Cl?）=0.01mol/L，c（NH₃?H₂O）=（a-0.01）mol/L，則NH₃?H₂O的電離常數(shù)K_b=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3．H2O)

=

10-9

a-0.01

，
故答案為：

10-9

a-0.01

．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的計算、蓋斯定律計算反應(yīng)熱、化學(xué)反應(yīng)速率及圖象、電離及水解，綜合性較強(qiáng)，題目難度中等，注重對高考�？伎键c(diǎn)的考查，（4）為解答的易錯點(diǎn)．