Question

氮元素的化合物種類繁多，性質也各不相同．
（1）NO₂有較強的氧化性，能將SO₂氧化生成SO₃，本身被還原為NO，已知下列兩反應過程中能量變化如圖所示：

則NO₂氧化SO₂的熱化學方程式為

 

（2）在2L密閉容器中放入1mol氨氣，在一定溫度進行如下反應：
2NH₃（g）?N₂（g）+3H₂（g），反應時間（t）與容器內氣體總壓強（p）的數(shù)據(jù)如下表

時間t/min	0	1	2	3	4	5
總壓強P100kPa	5	5.6	6.4	6.8	7	7

則平衡時氨氣的轉化率為

 

．
（3）NH₄⁺ 在溶液中能發(fā)生水解反應．在25℃時，0.1mol/L氯化銨溶液由水電離出的氫離子濃度為1×10^-5mol/L，則在該溫度下此溶液中氨水的電離平衡常教K_b（NH₃?H₂O）=

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,熱化學方程式,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：

分析：（1）根據(jù)圖示寫出兩個熱化學方程式，根據(jù)蓋斯定律將兩個反應相加或相減以得到NO₂（g）與SO₂（g）生成SO₃（g）和NO（g）的反應熱，再書寫熱化學反應方程式；
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)判斷4分鐘達到平衡，利用壓強之比等于物質的量之比計算；
（3）寫出氨水電離方程式，計算出離子濃度，代入電離平衡常數(shù)表達式計算氨水的電離平衡常數(shù)．

解答： 解：（1）由圖示得到以下兩個方程式：
①2SO₂（g）+O₂（g）2SO3（g）△H=-196.6kJ?mol^-1，
②2NO（g）+O₂（g）2NO₂（g）△H=-113.0kJ?mol^-1，
根據(jù)蓋斯定律可知，

①-②

2

可得NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g），
則△H=

-196.6kJ/mol-(-113.0kJ/mol)

2

=-41.8kJ?mol^-1，
故答案為：NO₂（g）+SO₂（g）═SO₃（g）+NO（g）△H=-41.8kJ?mol^-1；
（2）根據(jù)數(shù)據(jù)判斷4分鐘達到平衡，設氨氣的轉化率為a，利用壓強之比等于物質的量之比計算；
      2NH₃ ?N₂ +3 H₂ △n
       2       1   3      2
       a      0.5a 1.5a   a

5

7

=

1

1+a

，解得a=0.4，故氨氣的轉化率為40%，故答案為：40%；
（3）NH₄⁺在溶液中能發(fā)生水解反應，NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺
故c（NH₃?H₂O）=c（H⁺）=1×10^-5mol/L，則c（OH^-）=

Kw

c(H+)

=

10-14

10-5

=10^-9mol/L，c（NH₄⁺）=0.1mol/L，
氨水的電離方程式為：NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-
電離平衡常數(shù)Kb（NH₃?H₂O）=

c(N H + 4 )×c(OH-)

c(NH3?H2O)

，
把以上數(shù)據(jù)代入平衡常數(shù)表達式：Kb（NH₃?H₂O）=

0.1mol/L×10-9mol/L

10-5mol/L

=1×10^-5mol/L，
故答案為：1×10^-5mol/L．

點評：本題考查了熱化學方程式的書寫，平衡轉化率的計算，電離方程式的書寫及電離平衡常數(shù)的計算，其中電離平衡常數(shù)計算較難，答題時注意化學原理的基礎知識的靈活運用．