Question

【題目】氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要作用。

（1）某小組進(jìn)行工業(yè)合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＜0的模擬研究，在1L密閉容器中，分別加入0.1mol N2和0.3mol H2。實(shí)驗(yàn)①、②、③中c（N2）隨時間（t）的變化如圖所示。

實(shí)驗(yàn)②從開始到達(dá)到平衡狀態(tài)的過程中，用H2表示的平均反應(yīng)速率為 。與實(shí)驗(yàn)①相比，．實(shí)驗(yàn)②所采用的實(shí)驗(yàn)條件可能為 （填字母），實(shí)驗(yàn)③所采用的實(shí)驗(yàn)條件可能為 （填字母）。

a．增大壓強(qiáng)b．減小壓強(qiáng)c．升高溫度d．降低溫度e．使用催化劑

（2）NH3可用于處理廢氣中的氮氧化物，其反應(yīng)原理為2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g) △H＜0欲提高廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是 （填字母）

a．升高溫度 b．增大壓強(qiáng) c，增大NH3的濃度

（3）NCl3遇水發(fā)生水解反應(yīng)，生成NH3的同時得到 （填化學(xué)式）。ClO2是廣譜高效消毒劑，制備原理為NCl3＋6ClO2－＋3H2O=NH3↑＋6ClO2＋3OH－＋3Cl－。若轉(zhuǎn)移1mol電子，則制取ClO2的質(zhì)量為 。

（4）25℃時，將amol·L-1的氨水與bmol·L-1鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液恰好顯中性，則a b（填“＞”、“＜”或“=”）。用a、b表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)為 。

Answer 1

【答案】（12分）（1）0.012mol/（Lmin）（2分） e（1分） c（1分） （2）c（2分）

（3）HClO（1分） 67.5（2分） （4）＞（1分） mol/L（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知，實(shí)驗(yàn)②中反應(yīng)進(jìn)行到10min到達(dá)平衡狀態(tài)，平衡時氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量濃度減少了＝0.1mol/L－0.06mol/L＝0.04mol/L。根據(jù)方程式可知，氫氣的濃度變化量△c（H2）＝3△c（N2）＝3×0.04mol/L＝0.12mol/L，所以υ(H2)＝＝0.012mol/（Lmin）；根據(jù)圖像可知，與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②到達(dá)平衡所用時間比較短，反應(yīng)速率較快，但平衡時氮?dú)獾臐舛炔蛔儯?/span>即改變條件平衡不移動。由于該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)②的條件應(yīng)是使用了催化劑，答案選e；根據(jù)圖像可知，與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)③到達(dá)平衡所用時間也比較短，反應(yīng)速率較快，但平衡時氮?dú)獾臐舛仍龃螅?/span>這說明改變體積平衡向逆反應(yīng)移動。由于該反應(yīng)正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)，因此實(shí)驗(yàn)③所采用的實(shí)驗(yàn)條件是升高溫度，答案選c。

（2）提高廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)移動，則：

a．該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)移動，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率降低，故a錯誤；

b．該反應(yīng)正反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)移動，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率降低，故b錯誤；c．增大NH3的濃度，平衡向正反應(yīng)移動，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大，故c正確，答案選c。

（3）NCl3遇水發(fā)生水解反應(yīng)生成NH3，這說明NCl3分子中負(fù)價原子結(jié)合水電離的H＋，因此正價原子結(jié)合水電離的OH－，所以生成NH3的同時還得到HClO；反應(yīng)中只有氯元素的化合價發(fā)生變化，氯元 素由NCl3中+1降低為Cl－中-1價，得到電子；由ClO2－中+3價升高為ClO2中+4價，失去1個電子，即每生成1molClO2，反應(yīng)中就轉(zhuǎn)移1mol電子。所以當(dāng)轉(zhuǎn)移1mol電子時，生成ClO2的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為1mol×67.5g/mol＝67.5g。

（4）溶液顯中性，所以c(H+)＝c(OH-)。根據(jù)溶液的電荷守恒可得：c(H+)+c(NH4+)＝c(Cl-)+ c(OH-)，因此c（NH4+）＝c（Cl-）。氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，NH4＋水解，其水溶液呈酸性，因此要使氯化銨溶液呈中性，則氨水應(yīng)稍微過量。因?yàn)辂}酸和氨水的體積相等，則氨水的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸，即a＞b；溶液中c(H+)＝c(OH-)＝10-7mol/L，c(NH4+)＝c(Cl-)＝0.5bmol/L，所以c(NH3H2O)＝0.5amol/L－0.5bmol/L。電離常數(shù)只與溫度有關(guān)，則此時NH3H2O的電離常數(shù)Kb＝＝mol/L.。