Question

【題目】二十世紀初德國化學家哈伯和工程師博施成功地開發了合成氨的生產工藝，為社會的發展和進步做出了重大貢獻。如今科學家為提高氨的產量，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，合成氨反應中未使用催化劑時，逆反應的活化能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，達化學平衡狀態時，NH3的體積分數為10%，若保持其他條件不變，起始時改為充入2molN2和2molH2，達新平衡后，NH3的體積分數為___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發生反應，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）×體積分數，用某物質的平衡分壓代替物質的量濃度也可以表示化學反應平衡常數（記作Kp），則此溫度下，該反應的化學平衡常數Kp=___（用含p0的代數式表示）。

（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：MHx（s）+yH2（g）MHx+2y（s）△H<0達到化學平衡。下列有關敘述正確的是（______）

a.容器內氣體壓強保持不變

b.吸收ymolH2需1molMHx

c.若向容器內通入少量氫氣，新平衡后c（H2）比原平衡大

d.若向容器內通入少量氫氣，則v（放氫）>v（吸氫）

（4）利用現代手持技術傳感器可以探究壓強對化學平衡移動的影響，如以2NO2（g）N2O4（g）為例。在恒定溫度和標準壓強（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）。測定針筒內氣體壓強變化如圖所示：

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

②E、F、G、H四點時對應氣體的平均相對分子質量最大的點為___。

（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AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2(aq)++Cl-(aq)的化學平衡常數K=1.936×10-3，則Ksp（AgCl）=___。

Answer 1

【答案】427.4 < a > H 1.76×10-10

【解析】

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

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

(2)①氮氣和氫氣合成氨的方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，一定條件下，對于可逆反應當反應物投料比等于計量數之比時，生成物的體積分數達到最大，1molN2和3molH2反應NH3的體積分數為10%，則2molN2和2molH2，達新平衡后，NH3的體積分數小于10%；

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

恒容密閉容器中壓強比氣體的物質的量之比，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．該反應前后氣體系數之和不同，所以未達到平衡時容器壓強會變，平衡后壓強補在變化，故a正確；

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

c．該反應平衡常數表達式為，溫度不變平衡常數不變，則通入少量氫氣后達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據圖可知B點壓強大于E點，該實驗中是通過改變體積改變壓強，所以B點容器體積比E點容器體積要小，濃度要大，所以vB>vE；

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

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