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【题目】(1)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题 。

下表列举了不冋温度下大气固氮和工业固氮的部分化学平衡常数K的值:

反应

大气固氮N2(g)+O2(g)2NO(g)

工业固氮N2(g)+3H2 (g)2NH3(g)

温度/℃

27

2000℃

25

400

450

K

3.84×10-31

0.1

5×108

0.507

200

①分析数据可知:大气固氮反应属于_____________ (填“吸热”或“放热”反应。

②从平衡视角考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因________________________________

③在一定的温度和压强下,把2体积N2和6体积H2充入一容积可变的密闭容器中,发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。反应达到平衡后N2的质量分数为a%,若在相同容器中充入m 摩尔的N2和n 摩尔的H2也能使平衡时N2的质量分数达到a%,则m 和n 的关系用代数式表达应为___________。若在一定温度下的定容密闭容器中发生上述反应,能说明此反应已达化学平衡状态的是________

A.密度不变 B.混合气体平均相对分子质量不变

C.V(N2)= 2v(NH3) D.N2的体积分数不再改变

(2)体积均为10mL,pH均为2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程pH 变化如图:则HX 的电离平衡常数_________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数。稀释后,HX溶液中水电离出来的c (H+)_______ (填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的溶液中水电离出来的c (H+),理由是_______________________________________

(3)已知100℃时,水的离子积常数为1×10-12,将此温度下pH=1的H2SO4溶液aL与pH=11的NaOH溶液bL混合,若所得混合液pH=2,则a∶b=________

【答案】 吸热 从反应速率角度考虑,高温更好,从催化剂活性等综合因素考虑选择500℃左右合适 m:n=1:3 B D 大于 大于 HX酸性强于CH3COOH的,稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以其对水电离的抑制能力也较弱 11:9

【解析】(1) ①由表中大气固氮的数据可知,随温度的升高,K值增大,即升温平衡正向移动,所以该反应是吸热反应②根据表中数据,工业固氮在常温下K值很大,但速率很小,所以在高温下进行以提高反应速率,同时从催化剂的最佳活性温度考虑,适宜选择在500℃左右进行;③要满足要求,则加入的N2H2的物质的量之比与原来相同,即mn=13若在定容密闭容器中发生上述反应,混合气体的质量不变,容器的体积不变,所以当混合气体密度()不变时,不能说明反应已达平衡状态A错误该反应前后气体的物质的量是减小的,所以混合气体平均相对分子质量()不变时,反应已达平衡状态,则B正确;当正逆反应速率相等时,即2V(N2)= V(NH3)时反应已达平衡状态,所以C错误;混合气体各组份的量保持不变时,说明反应已达平衡状态,所以D正确。因此正确答案是BD。

(2)由图象可知一元酸HX在稀释时,pH的改变比醋酸的大,说明HX的酸性比醋酸的强,因此其电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数稀释后,HX溶液的pH大于醋酸溶液的pH,即HX溶液中的c(H+)小于醋酸溶液的c(H+),对水的电离平衡抑制程度前者弱于后者,则HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液中水电离出来的c(H+);

(3)已知100℃时,水的离子积常数为1×10-12pH=1H2SO4溶液中c(H+)=0.1mol/L,pH=11NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L,因混合后溶液的pH=2则c(H+)=0.01mol/L = = ,求得ab=11:9。

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(3)根据下表数据,计算烧碱样品的纯度是___________(用百分数表示,保留小数点后两位)

滴定次数

待测溶液体积(mL)

标准酸体积

滴定前的刻度(mL)

滴定后的刻度(mL))

第一次

10. 00

0. 40

20. 50

第二次

10. 00

4. 10

24. 00

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