Question

（1）一定條件下，合成氨反應(yīng)為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；圖1表示在此反應(yīng)過程中的能量變化，圖2表示在2L的密閉容器中反應(yīng)時N₂的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線．圖3表示在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對此反應(yīng)平衡的影響．

①該反應(yīng)從開始至達(dá)平衡時，所釋放的熱量是

 

升高溫度，平衡常數(shù)

 

（填“增大”或“減小”或“不變”）．
②由圖2信息，計算0～10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v（H₂）=

 

，從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，則n（N₂）的變化曲線為

 

（填“a”或“b”或“c”或“d”）
③圖3中a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N₂的轉(zhuǎn)化率最高的是

 

點，溫度T₁

 

T₂（填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）肼（N₂H₄）可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣．
已知：①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ/mol
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ/mol
寫出肼和N₂O₄反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

；
（3）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，該電池放電時，負(fù)極的反應(yīng)式為

 

．
（4）常溫常壓下，空氣中的CO₂溶于水，達(dá)到平衡時．溶液的pH=5.60，c（H₂CO₃）=1.5×10^-5?L^-1．若忽略水的電離及H₂CO₃的第二級電離，則H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)K₁=

 

．（已知：10^-5.60=2.5×10^-6）

Answer 1

考點：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)電源新型電池,反應(yīng)速率的定量表示方法,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）①由圖象1分析，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)方程式和能量變化分析計算放出熱量，依據(jù)影響平衡常數(shù)因素和平衡移動原理分析；
②分析圖象變化量，計算氮氣的反應(yīng)速率，結(jié)合反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比計算得到氫氣速率，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率概念計算得到，縮體積，增大壓強，平衡向正反應(yīng)移動，改變瞬間n（N₂）不變，達(dá)平衡是n（N₂）減�。�
③圖3表示平衡時氨氣含量與氫氣起始物質(zhì)的量關(guān)系，曲線上各點都處于平衡狀態(tài)，達(dá)平衡后，增大氫氣用量，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大；
由圖3可知，氫氣的起始物質(zhì)的量相同時，溫度T₁平衡后，氨氣的含量更高，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動，故溫度T₁＜T₂，據(jù)此解答；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到；
（3）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，肼在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣，依據(jù)原電池原理書寫；
（4）H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)K₁=

c(H+)c(HCO3-)

c(H2CO3)

，據(jù)此計算；

解答： 解：（1）①N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），反應(yīng)的焓變△H=-（600KJ/mol-508KJ/mol）=-92KJ/mol；圖2分析可知反應(yīng)進(jìn)行的氮氣的起始量為0.6mol，反應(yīng)過程中消耗氮氣物質(zhì)的量為0.3mol，依據(jù)熱化學(xué)方程式計算得到反應(yīng)過程中放熱=92KJ/mol×0.3mol=27.6KJ；
圖象1分析可知反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物能量高于生成物能量，溫度升高平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小，故答案為：27.6KJ，減��；
②圖象分析2L的密閉容器中，V（N₂）=

1

3

V（H₂）=

0.6mol-0.3mol 2L

10min

=0.015mol/L?min，V（H₂）=0.045mol/L?min；
從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，壓強增大，平衡正向進(jìn)行，瞬間氮氣物質(zhì)的量不變，隨平衡正向進(jìn)行，氮氣物質(zhì)的量減小，則n（N₂）的變化曲線d符合；
故答案為：0.045mol/L?min；d；
③圖3表示平衡時氨氣含量與氫氣起始物質(zhì)的量關(guān)系，曲線上各點都處于平衡狀態(tài)，故a、b、c都處于平衡狀態(tài)，達(dá)平衡后，增大氫氣用量，氮氣的轉(zhuǎn)化率增大，故a、b、c三點中，c的氮氣的轉(zhuǎn)化率最高；
由圖3可知，氫氣的起始物質(zhì)的量相同時，溫度T₁平衡后，氨氣的含量更高，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡向正反應(yīng)移動，故溫度T₁＜T₂，溫度越高化學(xué)平衡越低，故K₁＞K₂；
故答案為：c；＜；
（2）肼（N₂H₄）可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N₂O₄反應(yīng)生成N₂和水蒸氣，依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計算得到：
①N₂（g）+2O₂（g）═N₂O₄（l）△H₁=-19.5kJ/mol
②N₂H₄（l）+O₂（g）═N₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-534.2kJ/mol
②×2-①得到 2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9KJ/mol；
故答案為：2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1048.9KJ/mol；
（3）肼一空氣燃料電池是一種堿性電池，肼在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氮氣，該電池放電時，負(fù)極的反應(yīng)式為：N₂H₄-4e^-+4OH^-==2N₂+4H₂O；
故答案為：N₂H₄-4e^-+4OH^-=2N₂+4H₂O；
（4）H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺的平衡常數(shù)K₁=

c(H+)c(HCO3-)

c(H2CO3)

，c（H⁺）=c（HCO₃^-）=2.5×10^-6mol/L，
c（H₂CO₃）=1.5×10^-5 mol L，
可求 出 K₁=4.2×10^-7，
故答案為：4.2×10^-7；

點評：本題考查熱化學(xué)方程式書寫，化學(xué)平衡影響因素分析判斷，圖象分析方法應(yīng)用，原電池原理和電極反應(yīng)書寫等知識，綜合性較大，難度中等，是對知識的綜合運用，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識．