Question

【題目】工業(yè)上煙氣脫氮的原理NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)+Q(Q＞0)

（1）該反應化學平衡常數(shù)K的表達式為___。如果平衡常數(shù)K值增大，對___（填“正反應”或“逆反應”）的速率影響更大。

（2）若反應在恒容條件下進行，能說明反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是___（填序號）

a．容器內混合物的質量不變 b．容器內氣體的壓強不變

c．反應消耗0.5molNO的同時生成1molN2 d．NO2的濃度不變

（3）向2L密閉容器中加入反應物，10 min后達到平衡，測得平衡時氮氣物質的量增加了0.2mol，則用H2O(g)表示的平均反應速率為___。

（4）如圖是P1壓強下NO的轉化率隨反應時間（t）的變化圖，請在圖中畫出其他條件不變情況下，壓強為P2(P2＞P1)下NO的轉化率隨反應時間變化的示意圖。___

（5）寫出反應物中的氨氣的電子式___；其空間構型為__；它常用來生產化肥NH4Cl。NH4Cl溶液顯___性；常溫下將等體積等濃度的氨水和NH4Cl溶液混合，pH＞7，溶液中NH3·H2O、H+、OH-、NH4+、Cl-濃度由大到小的關系是__。

Answer 1

【答案】 逆反應 bd 0.015 mol/(Lmin) 三角錐形 酸 c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3H2O)＞c(OH-)＞c(H+)

【解析】

(1)根據(jù)平衡常數(shù)是生成物平衡濃度冪次方乘積與反應物平衡濃度冪次方乘積的比值書寫；該反應為放熱反應，結合溫度對平衡常數(shù)的影響分析判斷；

(2)根據(jù)可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，各組分的濃度不再變化分析判斷；

(3)先計算氮氣的化學反應速率，再根據(jù)化學方程式計算v(H2O)；

(4)增大壓強，平衡逆向移動，NO 的轉化率減小；壓強越大，反應速率大，達到平衡所需時間越少，據(jù)此分析解答；

(5)NH3屬于共價化合物，分子中存在3對共用電子對，氮原子最外層為8個電子；氯化銨是強酸弱堿鹽，結合鹽類水解的規(guī)律判斷；常溫下將等體積等濃度的氨水和NH4Cl溶液混合，pH＞7，說明一水合氨電離程度大于銨根離子的水解程度，據(jù)此分析解答。

(1)NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)+Q(Q＞0)，反應的平衡常數(shù)K=，該反應為放熱反應，升溫平衡向吸熱反應方向進行，平衡逆向進行，如果平衡常數(shù) K 值增大，說明是降低溫度，平衡正向進行，正逆反應速率均減小，但逆反應速率減小的程度更大，對逆反應速率影響更大，故答案為：K=；逆反應；

(2)反應NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(g)+Q(Q＞0)在恒容條件下進行。a．容器內混合物的質量始終不變，質量不變，不能說明達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；b．反應前后氣體物質的量發(fā)生變化，當容器內氣體的壓強不變，說明氣體的物質的量不變，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故b正確；c．反應消耗 0.5mol NO 的同時生成 1mol N2，只能說明反應正向進行，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故c錯誤；d．NO2的濃度不變，說明是平衡標志，故d正確；故答案為：bd；

(3)向 2L 密閉容器中加入反應物，10min 后達到平衡，測得平衡時氮氣的物質的量增加了 0.2mol，則用N2(g)表示的平均反應速率v(N2)==0.01 mol/(Lmin)，則v(H2O)= v(N2)= ×0.01 mol/(Lmin)=0.015 mol/(Lmin)，故答案為：0.015 mol/(Lmin)；

(4)壓強為P2(P2＞P1)下，增大壓強，平衡逆向移動，NO 的轉化率減小；壓強越大，反應速率大，達到平衡所需時間越少，先達到平衡狀態(tài)，圖像為：，故答案為：；

(5)NH3屬于共價化合物，不存在離子鍵，分子中存在3對共用電子對，氮原子最外層為8個電子，故NH3的電子式為：，N原子采用sp3雜化，空間構型為三角錐形；氯化銨為強酸弱堿鹽，銨根離子水解，溶液顯酸性；常溫下將等體積等濃度的氨水和NH4Cl溶液混合，pH＞7，說明一水合氨電離程度大于銨根離子的水解程度，溶液中NH3H2O、H+、OH-、NH4+、Cl 一濃度由大到小的關系是溶液中離子濃度大小為：c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3H2O)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案為：；三角錐形；酸；c(NH4+)＞c(Cl-)＞c(NH3H2O)＞c(OH-)＞c(H+)。