Question

（2013?煙臺一模）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．實驗①、②、③中c（N₂）隨時間（t）的變化如圖所示．
實驗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

0.012mol/（L?min）

．
與實驗①相比．實驗②所采用的實驗條件可能為

e

（填字母），實驗③所采用的實驗條件可能為

c

（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＜O，
欲提高廢氣中氮氧化物的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是

c

（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

HClO

（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

67.5g

．
（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

b×10-7

a-b

．

Answer 1

分析：（1）由圖可知，實驗②10min到達(dá)平衡，平衡時△（N₂）=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，再根據(jù)方程式計算△c（H₂）隨，根據(jù)v=

△c

△t

計算v（H₂）；
由圖可知，與實驗①相比，實驗②到達(dá)平衡所以時間較短，反應(yīng)速率較快，但平衡時氮?dú)獾臐舛炔蛔�，改變條件平衡不移動，該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，故實驗②應(yīng)是使用催化劑；
由圖可知，與實驗①相比，實驗③到達(dá)平衡所以時間較短，反應(yīng)速率較快，平衡時氮?dú)獾臐舛仍龃�，改變體積平衡向逆反應(yīng)移動，據(jù)此結(jié)合選項判斷；
（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，結(jié)合平衡移動原理分析；
（3）NCl₃遇水發(fā)生水解反應(yīng)，NCl₃分子中負(fù)價原子結(jié)合水電離的氫離子，正價原子結(jié)合水電離的去氫根離子，據(jù)此判斷雙鍵產(chǎn)物；
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，由ClO₂^-中+3價升高為ClO₂中+4價，據(jù)此計算；
（4）溶液顯中性，所以c（H⁺）=c（OH^-），溶液的電荷守恒可得：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），故c（NH₄⁺）=c（Cl^-），氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽其水溶液呈酸性，要使氯化銨溶液呈中性，則氨水應(yīng)稍微過量；
電離常數(shù)只與溫度有關(guān)，結(jié)合電離常數(shù)K_b=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?OH)

計算．

解答：解：（1）由圖可知，實驗②10min到達(dá)平衡，平衡時△（N₂）=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，由方程式可知，△c（H₂）=3△（N₂）=3×0.04mol/L=0.12mol/L，故v（H₂）=

0.12mol/L

10min

=0.012mol/（L?min），
由圖可知，與實驗①相比，實驗②到達(dá)平衡所以時間較短，反應(yīng)速率較快，但平衡時氮?dú)獾臐舛炔蛔�，改變條件平衡不移動，該反應(yīng)正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，故實驗②應(yīng)是使用催化劑，
由圖可知，與實驗①相比，實驗③到達(dá)平衡所以時間較短，反應(yīng)速率較快，平衡時氮?dú)獾臐舛仍龃螅�改變體積平衡向逆反應(yīng)移動，該反應(yīng)正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng)，故為升高溫度；
故答案為：0.012mol/（L?min），e，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，
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；
故答案為：c；
（3）NCl₃遇水發(fā)生水解反應(yīng)，NCl₃分子中負(fù)價原子結(jié)合水電離的氫離子，正價原子結(jié)合水電離的去氫根離子，故生成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，由ClO₂^-中+3價升高為ClO₂中+4價，故轉(zhuǎn)移1mol電子，生成ClO₂的物質(zhì)的量為1mol，質(zhì)量為1mol×67.5g/mol=67.5g，
故答案為：HClO，67.5；
（4）溶液顯中性，所以c（H⁺）=c（OH^-），溶液的電荷守恒可得：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），故c（NH₄⁺）=c（Cl^-），氯化銨是強(qiáng)酸弱堿鹽其水溶液呈酸性，要使氯化銨溶液呈中性，則氨水應(yīng)稍微過量，因為鹽酸和氨水的體積相等，則氨水的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸，
溶液中c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

b

2

mol/L，c（NH₃?H₂O）=（

a

2

-

b

2

）mol/L，
電離常數(shù)只與溫度有關(guān)，則此時NH₃?H₂O的電離常數(shù)K_b=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?OH)

=

b 2 ×10-7

a 2 - b 2

=

b×10-7

a-b

，
故答案為：＞，

b×10-7

a-b

．

點評：題目綜合性較大，涉及化學(xué)反應(yīng)速率計算、影響化學(xué)平衡的因素、氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)溶液的有關(guān)計算、電離平衡常數(shù)等，難度中等，（3）中注意根據(jù)鹽類水解原理判斷產(chǎn)物．