Question

【題目】氮及其化合物在工農業生產中具有重要作用。

（1）某小組進行工業合成氨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從開始到達到平衡狀態的過程中，用H2表示的平均反應速率為 。與實驗①相比，．實驗②所采用的實驗條件可能為 （填字母），實驗③所采用的實驗條件可能為 （填字母）。

a．增大壓強b．減小壓強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，其反應原理為2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2(g)＋3H2O(g) △H＜0欲提高廢氣中氮氧化物的轉化率，可采取的措施是 （填字母）

a．升高溫度 b．增大壓強 c，增大NH3的濃度

（3）NCl3遇水發生水解反應，生成NH3的同時得到 （填化學式）。ClO2是廣譜高效消毒劑，制備原理為NCl3＋6ClO2－＋3H2O=NH3↑＋6ClO2＋3OH－＋3Cl－。若轉移1mol電子，則制取ClO2的質量為 。

（4）25℃時，將amol·L-1的氨水與bmol·L-1鹽酸等體積混合，反應后溶液恰好顯中性，則a b（填“＞”、“＜”或“=”）。用a、b表示NH3·H2O的電離平衡常數為 。

Answer 1

【答案】（12分）（1）0.012mol/（Lmin）（2分） e（1分） c（1分） （2）c（2分）

（3）HClO（1分） 67.5（2分） （4）＞（1分） mol/L（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據圖像可知，實驗②中反應進行到10min到達平衡狀態，平衡時氮氣的物質的量濃度減少了＝0.1mol/L－0.06mol/L＝0.04mol/L。根據方程式可知，氫氣的濃度變化量△c（H2）＝3△c（N2）＝3×0.04mol/L＝0.12mol/L，所以υ(H2)＝＝0.012mol/（Lmin）；根據圖像可知，與實驗①相比，實驗②到達平衡所用時間比較短，反應速率較快，但平衡時氮氣的濃度不變，即改變條件平衡不移動。由于該反應正反應是氣體體積減小的反應，故實驗②的條件應是使用了催化劑，答案選e；根據圖像可知，與實驗①相比，實驗③到達平衡所用時間也比較短，反應速率較快，但平衡時氮氣的濃度增大，這說明改變體積平衡向逆反應移動。由于該反應正反應是體積減小的放熱反應，因此實驗③所采用的實驗條件是升高溫度，答案選c。

（2）提高廢氣中氮氧化物的轉化率，應改變條件使平衡向正反應移動，則：

a．該反應正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應移動，氮氧化物的轉化率降低，故a錯誤；

b．該反應正反應是體積增大的反應，增大壓強，平衡向逆反應移動，氮氧化物的轉化率降低，故b錯誤；c．增大NH3的濃度，平衡向正反應移動，氮氧化物的轉化率增大，故c正確，答案選c。

（3）NCl3遇水發生水解反應生成NH3，這說明NCl3分子中負價原子結合水電離的H＋，因此正價原子結合水電離的OH－，所以生成NH3的同時還得到HClO；反應中只有氯元素的化合價發生變化，氯元 素由NCl3中+1降低為Cl－中-1價，得到電子；由ClO2－中+3價升高為ClO2中+4價，失去1個電子，即每生成1molClO2，反應中就轉移1mol電子。所以當轉移1mol電子時，生成ClO2的物質的量為1mol，質量為1mol×67.5g/mol＝67.5g。

（4）溶液顯中性，所以c(H+)＝c(OH-)。根據溶液的電荷守恒可得：c(H+)+c(NH4+)＝c(Cl-)+ c(OH-)，因此c（NH4+）＝c（Cl-）。氯化銨是強酸弱堿鹽，NH4＋水解，其水溶液呈酸性，因此要使氯化銨溶液呈中性，則氨水應稍微過量。因為鹽酸和氨水的體積相等，則氨水的物質的量濃度大于鹽酸，即a＞b；溶液中c(H+)＝c(OH-)＝10-7mol/L，c(NH4+)＝c(Cl-)＝0.5bmol/L，所以c(NH3H2O)＝0.5amol/L－0.5bmol/L。電離常數只與溫度有關，則此時NH3H2O的電離常數Kb＝＝mol/L.。