Question

運用化學反應原理研究氮、氧等單質及其化合物的反應有重要意義．
（1）合成氨反應，在2L密閉容器中通入2mol的N₂和6mol的H₂，5min時反應達到平衡，此時容器內的壓強變為原來的3/4，0-5min該反應的化學反應速率為V（H₂）=

0.3mol/（L．min）

，N₂的轉化率=

50%

，化學平衡常數K=

0.59

．
（2）NH₃ （g）與CO₂（g）經過兩步反應生成尿素〔CO（NH₂）₂〕，兩步反應的能量變化示意圖1：
則NH₃（g） 與CO₂（g） 反應生成尿素的熱化學方程式為

2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-134kJ/mol

．
（3）用CO合成甲醇（CH₃OH）的化學方程式為CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H＜0，按照相同的物質的量投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖2所示．下列說法正確的是

BCD

（填字母）
A．溫度：T₁＞T₂＞T₃
B．平衡常數：K（a）＞K（c）  
C．平衡常數：K（b）=K（d）
D．正反應速率：v（b）＞v（d）
E．平均摩爾質量：M（a）=M（c）
（4）在25℃下，將a  mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應平衡時溶液中C（NH⁺₄）=C（Cl?），則溶液顯（

中

）性（填“酸”“堿”或“中”）；用含a的代數式表示NH₃?H₂O的電離常數K_b=

10-9

a-0.01

．

Answer 1

分析：（1）由N₂+3H₂?2NH₃可知，
開始   2    6    0
轉化   x    3x    2x
平衡 （2-x）（6-3x） 2x
5min時反應達到平衡，此時容器內的壓強變為原來的

3

4

，利用物質的量與壓強成正比計算x，
以此計算反應速率、轉化率、化學平衡常數；
（2）由反應進程和蓋斯定律可知，兩步進程相加可得NH₃（g） 與CO₂（g） 反應生成尿素的熱化學方程式；
（3）A．該反應為放熱反應，溫度越低，CO的轉化率越大；
B．由圖可知，CO的轉化率越大，K越大；
C．溫度相同，K相同；
D．壓強越大，反應速率越大；
E．CO轉化率的越大，n總越小，由M=

m

n

判斷；
（4）a  mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應平衡時溶液中C（NH⁺₄）=C（Cl?），由電荷守恒分析酸堿性；NH₃?H₂O的電離常數K_b=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3．H2O)

．

解答：解：（1）由N₂+3H₂?2NH₃可知，
開始   2    6       0
轉化   x    3x       2x
平衡 （2-x）（6-3x）  2x
5min時反應達到平衡，此時容器內的壓強變為原來的

3

4

，
由物質的量與壓強成正比可知

2+6

(2-x)+(6-3x)+2x

=

4

3

，解得x=1，
則0-5min該反應的化學反應速率為V（H₂）=

3mol 2L

5min

=0.3mol/（L．min），
N₂的轉化率為

1mol

2mol

×100%=50%，
由平衡時的濃度可知化學平衡常數K=

(1mol/L)2

0.5mol/L×(1.5mol/L)3

=0.59，
故答案為：0.3mol/（L．min）；50%；0.59；
（2）由反應進程和蓋斯定律可知，兩步進程相加可得2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-272kJ/mol+（+138kJ/mol）=-134kJ/mol，
即反應生成尿素的熱化學方程式為2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-134kJ/mol，
故答案為：2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-134kJ/mol；
（3）A．該反應為放熱反應，溫度越低，CO的轉化率越大，則T₁＜T₂＜T₃，故A錯誤；
B．由圖可知，CO的轉化率越大，K越大，則K（a）＞K（c），故B正確；
C．溫度相同，K相同，則K（b）=K（d），故C正確；
D．壓強越大，反應速率越大，b點壓強大，則v（b）＞v（d），故D正確；
E．CO轉化率的越大，n總越小，由M=

m

n

可知，a點n總小，則M（a）＞M（c），故E錯誤；
故答案為：BCD；
（4）a  mol?L^-1的氨水與0.01mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應平衡時溶液中C（NH⁺₄）=C（Cl?），由電荷守恒可知C（NH⁺₄）+C（H⁺）=C（Cl?）+C（OH?），則C（H⁺）=C（OH^-），即溶液為中性；NH₃?H₂O?NH⁺₄+OH^-，C（OH^-）=10^-7mol/L，C（NH⁺₄）=C（Cl?）=0.01mol/L，c（NH₃?H₂O）=（a-0.01）mol/L，則NH₃?H₂O的電離常數K_b=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3．H2O)

=

10-9

a-0.01

，
故答案為：

10-9

a-0.01

．

點評：本題考查化學平衡的計算、蓋斯定律計算反應熱、化學反應速率及圖象、電離及水解，綜合性較強，題目難度中等，注重對高考常考考點的考查，（4）為解答的易錯點．