Question

【題目】（1）在一定條件下，將1.00molN2（g）與3.00molH2（g）混合于一個10.0L密閉容器中，在不同溫度下達到平衡時NH3（g）的平衡濃度如圖1所示。其中溫度為T1時平衡混合氣體中氨氣的體積分數(shù)為25.0%。

當溫度由T1變化到T2時，平衡常數(shù)關系K1 K2（填“＞”，“＜”或“=”）。

②該反應在T1溫度下5.00min達到平衡，這段時間內(nèi)N2的化學反應速率為 。

③T1溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K1= 。

（2）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報道，在常溫常壓和光照條件下N2在催化劑表面與水發(fā)生反應：2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g），此反應的△S 0（填“＞”或“＜”）。

若N2（g）+3H2（g）=2NH3（g） △H=a kJ/mol

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） △H=b kJ/mol

2N2（g）+6H2O（l）=4NH3（g）+3O2（g）的△H= （用含a、b的式子表示）。

（3）科學家采用質(zhì)子高導電性的SCY陶瓷（可傳遞H+）實現(xiàn)了低溫常壓下高轉(zhuǎn)化率的電化學合成氨，其實驗原理示意圖如圖2所示，則陰極的電極反應式是 。

（4）已知某些弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）如下表：

弱電解質(zhì)	H2CO3	NH3.H2O
電離平衡常數(shù)	Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11	Kb=1.77×10-5

現(xiàn)有常溫下0．1 mol·L-1的（NH4）2CO3溶液，

①該溶液呈 性（填“酸”、“中”、“堿”），原因是 。

②該（NH4）2CO3溶液中各微粒濃度之間的關系式不正確的是 。

A．c（NH4+）>c（CO32-）>c（HCO3-）>c（NH3.H2O）

B．c（NH4+）+c（H+）=c（HCO3-）+c（OH-）+c（CO32-）

C．c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.1mol/L

D．c（NH4+）+c（NH3.H2O）=2c（CO32-）+2c（HCO3-）+2c（H2CO3）

E．c（H+）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=c（OH-）+c（NH3.H2O）

Answer 1

【答案】（1）①＞；②8.00×10﹣3mol/（Lmin）；③K1≈18.3；

（2）＞，（2a﹣3b）kJ/mol；（3）N2+6e﹣+6H+=2NH3；

（4）①堿，由于NH3·H2O的電離平衡常數(shù)大于HCO3-的電離平衡常數(shù)，因此CO32-水解程度大于NH4+水解程度，溶液呈堿性；② BE。

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)圖1，隨著溫度的升高，NH3的濃度降低，根據(jù)勒夏特列原理，正反應方向是放熱反應，化學平衡常數(shù)受溫度的影響，升高溫度，平衡向正反應方向移動，化學平衡常數(shù)降低，即K1>K2；

② N2＋3H22NH3

起始： 1 3 0

變化： x 3x 2x

平衡：1－x 3－3x 2x

2x/（4－2x）×100%=25%，解得x=0.4，根據(jù)化學反應速率的定義，v（N2）=0.4/（10×5）mol/（L·min）=8.00×10﹣3mol/（Lmin）；③根據(jù)化學平衡常數(shù)的表達式，K=c2（NH3）/[c（N2）×c3（H2）]≈18.3；（2）固態(tài)→液體→氣體，混亂度增大，是熵增，反應后氣體系數(shù)之和大于反應前，因此此反應是方程式是△S>0；①N2（g）+3H2（g）=2NH3（g），②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l），2×①－3×②得出△H=（2a－3b）kJ·mol－1；（3）接電源正極的一極為陽極，接電源負極的一極為陰極，合成氨中氮氣化合價降低，在陰極上得到電子，根據(jù)結構示意圖，環(huán)境是酸性，因此電極反應式為：N2+6e﹣+6H+=2NH3；（4）①根據(jù)電離平衡常數(shù)，可以發(fā)現(xiàn)NH3·H2O的電離平衡常數(shù)大于HCO3－的電離平衡常數(shù)，鹽類水解規(guī)律越弱越水解，CO32－的水解程度大于NH4＋的水解，因此碳酸銨的水溶液顯堿性；②A、CO32－的水解程度大于NH4＋的水解，即濃度大小是c（NH4＋）>c（CO32－）>c（HCO3－）>c（NH3·H2O），故說法正確；B、根據(jù)電荷守恒，應是：c（NH4＋）+c（H＋） = c（HCO3－）+c（OH－）+2c（CO32－），故說法錯誤；C、根據(jù)物料守恒，應是c（CO32－）+c（HCO3－）+c（H2CO3） = 0.1mol·L－1，故說法正確；D、根據(jù)物料守恒，．c（NH4＋）+c（NH3.H2O） = 2c（CO32－）+2c（HCO3－）+2c（H2CO3），故說法正確；E、根據(jù)質(zhì)子守恒，c（H＋）+c（HCO3－）+2c（H2CO3） = c（OH－）+c（NH3·H2O）， 故說法錯誤。