Question

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素。氮及其化合物在在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用。

（1）在固定體積的密閉容器中，進行如下化學反應：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，△H＜0，其平衡常數(shù)K與溫度t的關系如下表

T/K	298	398	498
平衡常數(shù)K	4．1 x 106	K1	K2

如果合成氨反應的方程式寫為N2(g)+H2(g)NH3(g)，其平衡常數(shù)為K’，則K’與K之間關系的數(shù)學表達式為_________________；根據(jù)已知條件可判定K1____________K2（填“>”“<”或“=”）

（2）下列能說明合成氨反應已達到平衡狀態(tài)的是___________（填序號）。（反應是在固定體積的密閉容器中進行的）

A．容器內溫度保持不變

B．v正(N2)=3v逆(H2)

C．容器內壓強保持不變

D．混合氣體的密度保持不變

E．混合氣體的平均相對分子質量保持不變

（3）合成氨工業(yè)中，按照勒夏特列原理，工業(yè)生產中應采用的條件為高壓、低溫，但事實上反應中并未采用較低的溫度，原因是_____________________。

（4）硝酸工業(yè)在國民經(jīng)濟、國防工業(yè)和航天事業(yè)中占有重要地位。隨著化學纖維、近代有機合成、火箭、導彈等工業(yè)迅速發(fā)展，需要使用大量的硝酸。

①工業(yè)生產中用鉑系金屬作為催化劑，用氨氧化法制取硝酸。第一步反應為氨在催化劑作用下與氧氣發(fā)生反應生成NO，寫出反應的化學方程：________________________。

②銅既能與稀硝酸反應，也能與濃硝酸反應，當銅與一定濃度硝酸反應時，可將方程式表示為：Cu+HNO3 → Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O （方程式未配平）。反應中的還原產物是_________________， 0.8mol Cu被硝酸完全溶解后，如果得到NO和NO2物質的量相同，那么標準狀況下的氣體體積為_________________L。（標況下NO和NO2視為氣體）

Answer 1

【答案】（1）K=(K’)2；>（2）ACE（3分）

（3）保持較快的化學反應速率

（4）①4NH3+5O24NO+6H2O②NO和NO2；17.92

【解析】

試題分析：（1）化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)方程式可知K=( K’)2 ；因為該反應是放熱反應，所以溫度升高，平衡常數(shù)減小，則K1＞K2；

（2）A、容器內溫度保持不變說明反應達到平衡狀態(tài)，A正確；B、v正(N2) = 3v逆(H2)不符合反應速率之比是相應的化學計量數(shù)之比，不是平衡狀態(tài)，B錯誤；C、該反應是氣體的物質的量發(fā)生變化的可逆反應，當壓強不變時為平衡狀態(tài)，C正確；D、因為容器的體積不變，氣體的總質量不變，所以氣體的密度始終不變，則氣體的密度不變的狀態(tài)，不一定是平衡狀態(tài)，D錯誤；E、混合氣的平均相對分子質量是混合氣的質量和混合氣的總的物質的量的比值，質量不變，但物質的量是變化的，所以混合氣體的平均相對分子質量保持不變時可以說明為平衡狀態(tài)，E正確，答案選ACE；

（3）采用較高的溫度是為了加快反應速率，縮短到達平衡所需要的時間；

（4）①氨催化氧化的方程式為4NH3+5O24NO+6H2O。②氧化劑被還原所生成的物質是還原產物，所以硝酸的還原產物是NO和NO2。0.8mol銅失去1.6mol電子，因此NO和NO2的物質的量是1.6mol÷4＝0.4mol，其體積都是8.96L，所以總共是17.92L。