Question

（12分）完成下列各題：
（1）在T₁℃時，向容積為2L的密閉容器甲中加入1molN₂、3molH₂及少量固體催化劑，發生反應N₂(g）+3H₂(g）  2NH₃(g）;,10min時各物質的濃度不再變化，測得NH₃的物質的量為0.4mol。
①該反應在0～10min時間內H₂的平均反應速率為                       ；
②可以判斷上述反應在體積不變的密閉容器中，反應達到平衡的是          。
A.平均相對分子質量不變           B.V_正(N₂)＝2V_逆（NH₃）
C.密閉容器中總壓強不變            D.N₂與H₂的物質的量之比為1：3
E.反應物不再轉化為生成物
③在T₁℃時，若起始時在容器甲中加入0.5molN₂、1.5 molH₂、1 molNH₃，則達到平衡時NH₃的物質的量為              ；（填選項字母）
A.大于0.4mol     B.等于0.4mol      C.小于0.4mol       D.不能確定
④下圖是在T₁℃時密閉容器甲中H₂的體積分數隨時間t的變化曲線，請在該圖中補畫出該反應在T₂℃(T₂>T₁)時的H₂體積分數隨時間t的變化曲線。

（2）已知：Al^{3 +}與HCO₃^–、CO₃^2–、HS^-、S^2-等能發生徹底的雙水解，生活中通常利用Al^{3 +}與HCO₃^–的反應來制作泡沫滅火器。泡沫滅火器的簡易構造如下圖，a為玻璃瓶，b為鐵筒，請思考：

①參與反應的液體分別為Al₂(SO₄)₃和NaHCO₃，請問a瓶中盛放的液體為：                。
②已知苯酚是比碳酸更弱的酸，請問，苯酚鈉和硫酸鋁溶液混合后能否發生徹底的雙水解？如能，請寫出該反應的離子反應方程式：                                          。

Answer 1

（1）①0.03mol·L^-1 ·min^-1；②AC；③ B；④
（2） ①Al₂(SO₄)₃。②Al³⁺+3C₆H₅O^-+3H₂O=Al(OH)₃+3C₆H₅OH↓

（1）①生成氨氣是0.4mol，則消耗氫氣是0.6mol。反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，所以氫氣的反應速率是。②平均相對分子質量不變是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，反應過程中物質的量是變化的，所以當平均相對分子質量不變時，可以說明。同樣C也可以說明。B中應是2V_正(N₂)＝V_逆（NH₃），不正確。平衡時濃度不再發生變化，但氮氣和氫氣之間的濃度不一定滿足1：3，D不正確。平衡時反應速率不是0，E不正確。③0.5molN₂、1.5 molH₂、1 molNH₃就相當于是1molN₂、3molH₂，所以平衡是等效的，因此氨氣的濃度不變，即選項B是正確的。
④正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以氫氣的含量增大。
(2)①因為硫酸鋁水解顯酸性，會腐蝕鐵，所以a中放的是硫酸鋁，b中放的是碳酸氫鈉。
②酸越弱，相應的鹽越容易水解，因此苯酚鈉和硫酸鋁能徹底水解，方程式為Al³⁺+3C₆H₅O^－+3H₂O=Al(OH)₃+3C₆H₅OH↓。