Question

科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．

（1）最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N₂在催化剂表面与水发生反应：
2N₂（g）+6H₂O（l）?4NH₃ （g）+3O₂（g）+Q
已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图1，则此反应的 Q

 

0 （填“＞”“＜”或“=”）．
（2）常温下，如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，

 

 （选填编号）．
A．容器中气体的平均分子量不随时间而变化     B． v（N₂）/v（O₂）=2：3
C．容器中气体的密度不随时间而变化           D．通入稀有气体能提高反应的速率
（3）将反应生成的混合气体通入水中即可得氨水．用水稀释0.1mol?L^-1氨水，溶液中随着水量的增加而增大的是

 

（填字母标号）．
A．c（H⁺）×c（NH₃?H₂O）/c（OH^-）　　　　B．c（NH₄⁺）×c（OH^-）/c（NH₃?H₂O）
C．c（H⁺）?c（OH^-）　　　　　　     　D．

C(H+)

C(OH-)

（4）常温下，在恒压密闭容器中上述反应达到平衡后，在其他条件不变时，通入2mol N₂，请在图2中画出正_（v正）、逆_（v逆）反应速率随时间t变化的示意图．

Answer 1

分析：（1）根据温度对化学平衡的影响分析；
（2）当化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理性不变，以此解答该题．
（3）根据电离平衡常数、溶液中各微粒的浓度分析；
（4）在恒压密闭容器中上述反应达到平衡后，在其他条件不变时，通入2mol N₂，容器的体积扩大，N₂的浓度增大，生成物的浓度减小，

解答：解：（1）平衡常数K与温度的关系可知，升高温度，平衡常数K增加，即平衡向正反应方向移动，所以正反应方向是吸热方向，所以a＜0，故答案为：＜；
（2）A．当反应达到平衡时，混合气体的总的物质的量不变，总质量不变，所以容器中气体的平均分子量不随时间而变化，故A正确；
B．无论反应是否达到平衡状态，v（N₂）/v（O₂）=2：3，所以当反应达到平衡时，v（N₂）/v（O₂）=2：3，故B正确；
C．当反应达到平衡时，混合气体的总质量不变，容器的体积不变，容器中气体的密度不随时间而变化，故C正确；
D．通入稀有气体，反应物的浓度不变，反应速率不变，故D错误；
故选：ABC；    
（3）A．由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，K_b=

C(OH-)C(NH4+)

C(NH3?H2O)

，K_W=C（H⁺）?C（OH^-），所以

c(H+)×c(NH3?H2O)

c(OH-)

=

KW

Kb

×

C(NH4+)

C(OH-)

=

KW

Kb

×

n(NH4 +)

n(OH-)

，而温度不变，电离平衡常数不变，水的离子积不变，溶液中随着水量的增加，由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，n（OH^-）增大，n（NH₄⁺）增大，且两者相等，所以

c(H+)×c(NH3?H2O)

c(OH-)

不变，故A错误；
B．该式子是电离平衡常数表达式，温度不变，电离平衡常数不变，故B错误；
C．温度不变，水的离子积不变，故C错误；
D．温度不变，水的离子积不变，当稀释氨水时，溶液中氢氧根的浓度减小，氢离子的浓度增加，所以

c(H+)

C(OH-)

增大，故D正确；
故答案为：D；
（4）4）在恒压密闭容器中上述反应达到平衡后，在其他条件不变时，通入2mol N₂，容器的体积扩大，N₂的浓度增大，生成物的浓度减小，即V_正增大，V_逆减小，最终相等，图象为：，故答案为：．

点评：本题考查化学平衡的移动、化学平衡、弱电解质的电离等，明确稀释时电离平衡的移动及离子的物质的量、离子的浓度的变化是解答的关键，并注意离子积与温度的关系来解答．