Question

【題目】二十世紀(jì)初德國化學(xué)家哈伯和工程師博施成功地開發(fā)了合成氨的生產(chǎn)工藝，為社會的發(fā)展和進(jìn)步做出了重大貢獻(xiàn)。如今科學(xué)家為提高氨的產(chǎn)量，以及對各種氨的化合物的研究仍做著各種有益的探索。試回答下列問題：

（1）N2（g）+3H2（g）2NH3（g） △H =-92.4kJ·mol-1如圖所示，合成氨反應(yīng)中未使用催化劑時，逆反應(yīng)的活化能Ea（逆）=___kJ·mol-1。

（2）①在一定條件下，分別將lmolN2和3molH2置于容積恒定的密閉容器中，達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時，NH3的體積分?jǐn)?shù)為10%，若保持其他條件不變，起始時改為充入2molN2和2molH2，達(dá)新平衡后，NH3的體積分?jǐn)?shù)為___10%（填“>”、“<”或“=”）。

②某溫度下，n（N2）：n（H2）=1：3的混合氣體在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，起始時氣體總壓為p0Pa，平衡時氣體總壓為0.9p0Pa，氣體分壓（p分）=氣體總壓（p總）×體積分?jǐn)?shù)，用某物質(zhì)的平衡分壓代替物質(zhì)的量濃度也可以表示化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)（記作Kp），則此溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)Kp=___（用含p0的代數(shù)式表示）。

（3）合成氨需要的H2來源比較廣泛，氫氣的儲存制備等問題也日益得到解決。在恒溫恒容的密閉容器中，某儲氫反應(yīng)：MHx（s）+yH2（g）MHx+2y（s）△H<0達(dá)到化學(xué)平衡。下列有關(guān)敘述正確的是（______）

a.容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

b.吸收ymolH2需1molMHx

c.若向容器內(nèi)通入少量氫氣，新平衡后c（H2）比原平衡大

d.若向容器內(nèi)通入少量氫氣，則v（放氫）>v（吸氫）

（4）利用現(xiàn)代手持技術(shù)傳感器可以探究壓強(qiáng)對化學(xué)平衡移動的影響，如以2NO2（g）N2O4（g）為例。在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)（100kPa）條件下，往針筒中充入一定體積的NO2氣體后密封并保持活塞位置不變。分別在t1、t2時刻迅速移動活塞后并保持活塞位置不變（不考慮溫度的變化）。測定針筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化如圖所示：

①B、E兩點(diǎn)對應(yīng)的正反應(yīng)速率大小為vB___vE（填“>”、“<”或“=”）。

②E、F、G、H四點(diǎn)時對應(yīng)氣體的平均相對分子質(zhì)量最大的點(diǎn)為___。

（5）NH3能夠和Ag+形成Ag(NH3)2+，溶液中存在Ag+(aq)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)常溫下，K[Ag(NH3)2+]=1.10×107，反應(yīng)AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2(aq)++Cl-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.936×10-3，則Ksp（AgCl）=___。

Answer 1

【答案】427.4 < a > H 1.76×10-10

【解析】

(4)據(jù)圖可知t1時刻壓強(qiáng)瞬間減小，此時應(yīng)為拉動活塞使體積增大，壓強(qiáng)減小，該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，所以平衡逆向移動，即C到D的變化；t2時刻壓強(qiáng)瞬間增大壓強(qiáng)瞬間變大，可知此時應(yīng)為推動活塞壓縮體積，由于該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，所以加壓平衡正向移動，即F到H的變化。

(1)焓變=正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能，所以有-92.4kJ·mol-1=335 kJ·mol-1- Ea(逆)，可得Ea(逆)=427.4 kJ·mol-1；

(2)①氮?dú)夂蜌錃夂铣砂钡姆匠淌綖?/span>N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，一定條件下，對于可逆反應(yīng)當(dāng)反應(yīng)物投料比等于計量數(shù)之比時，生成物的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大，1molN2和3molH2反應(yīng)NH3的體積分?jǐn)?shù)為10%，則2molN2和2molH2，達(dá)新平衡后，NH3的體積分?jǐn)?shù)小于10%；

②不妨設(shè)初始投料為1molN2和3molH2，設(shè)△n(N2)=x，列三段式有：

恒容密閉容器中壓強(qiáng)比氣體的物質(zhì)的量之比，所以=，解得x=0.2mol，所以平衡時n(N2)=0.8mol，n(H2)=2.4mol，n(NH3)=0.4mol，則p(N2)==0.2p0，同理可得p(H2)=0.6p0，p(NH3)=0.1p0，則Kp==；

(3)a．該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不同，所以未達(dá)到平衡時容器壓強(qiáng)會變，平衡后壓強(qiáng)補(bǔ)在變化，故a正確；

b．該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，所以1molMHx不能完全吸收y mol氫氣，故b錯誤；

c．該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為，溫度不變平衡常數(shù)不變，則通入少量氫氣后達(dá)到的新平衡體系中氫氣的濃度不變，故c錯誤；

d．通入少量氫氣平衡正向移動，即v(吸氫)>v(放氫)，故d錯誤；

綜上所述選a；

(4)①據(jù)圖可知B點(diǎn)壓強(qiáng)大于E點(diǎn)，該實(shí)驗(yàn)中是通過改變體積改變壓強(qiáng)，所以B點(diǎn)容器體積比E點(diǎn)容器體積要小，濃度要大，所以vB>vE；

②氣體平均相對分子質(zhì)量等于氣體總質(zhì)量與氣體總物質(zhì)的量之比，氣體總質(zhì)量不變，所以氣體的總物質(zhì)的量越小，平均相對分子質(zhì)量越大，平衡正向移動時氣體的物質(zhì)的量減小，根據(jù)分析可知C到D平衡逆向移動，D到E為平衡狀態(tài)，F到H平衡正向移動，所以H點(diǎn)氣體的總物質(zhì)的量最小，即H點(diǎn)對應(yīng)氣體的平均相對分子質(zhì)量最大；

(5)反應(yīng)AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2(aq)++Cl-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)K=，所以Ksp(AgCl)==1.76 ×10-10。