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把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮.生物固氮和大气固氮(闪电时N2转化为NO)属于自然固氮,这远不能满足人类的需要.工业固氮(合成氨)是目前人工固氮的主要方
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把大气中的游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮.生物固氮和大气固氮(闪电时N2转化为NO)属于自然固氮,这远不能满足人类的需要.工业固氮(合成氨)是目前人工固氮的主要方法.(大气固氮和工业固氮的平衡常数K值分别如下表一、表二.)
表一:N2+O2⇌2NO
表二:N2+3H2⇌2NH3
(1)根据上表中的数据分析,下列说法正确的是______.
a.在常温下,大气固氮几乎不可能,而工业固氮非常容易进行
b.人类大规模模拟大气固氮是无意义的
c.在常温下,大气固氮与工业固氮完成程度相差很大
d.大气固氮与工业固氮都是放热反应
(2)在一定条件下,工业固氮在一固定体积的密闭容器中进行直至平衡,有人画出了下列图象a和b;达到平衡后,向密闭容器中分别充入稀有气体或升高温度,有人又分别画出了如图象c和d.其中有关图象正确的是______(填编号).

(3)在一定条件下,工业固氮反应在体积为VL的密闭容器中进行,有关图象如图2,则用H2表示从开始到平衡时该反应的平均速率:v=
mol/(L•s)
mol/(L•s).
(4)勒夏特列原理适合于化学中的一切动态平衡,请用此原理解释为什么难溶于水和稀硝酸的氯化银却能溶于氨水中?请配以必要的方程式和文字来解释:______.
表一:N2+O2⇌2NO
温度 | 27℃ | 2000℃ |
K值 | 3.84×10-31 | 0.1 |
温度 | 25℃ | 350℃ | 400℃ | 450℃ |
K值 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
a.在常温下,大气固氮几乎不可能,而工业固氮非常容易进行
b.人类大规模模拟大气固氮是无意义的
c.在常温下,大气固氮与工业固氮完成程度相差很大
d.大气固氮与工业固氮都是放热反应
(2)在一定条件下,工业固氮在一固定体积的密闭容器中进行直至平衡,有人画出了下列图象a和b;达到平衡后,向密闭容器中分别充入稀有气体或升高温度,有人又分别画出了如图象c和d.其中有关图象正确的是______(填编号).

(3)在一定条件下,工业固氮反应在体积为VL的密闭容器中进行,有关图象如图2,则用H2表示从开始到平衡时该反应的平均速率:v=
3n2 |
2Vt2 |
3n2 |
2Vt2 |
(4)勒夏特列原理适合于化学中的一切动态平衡,请用此原理解释为什么难溶于水和稀硝酸的氯化银却能溶于氨水中?请配以必要的方程式和文字来解释:______.
▼优质解答
答案和解析
(1)由表中数据可得,在常温下,大气固氮的K值很小,但也可能固氮,而工业固氮的K值很大,又由表中数据分析得出,表一的平衡常数均随温度升高而增大,即均升温平衡正向移动,因此正向是吸热反应;而表二的平衡常数均随温度升高而减小,即均升温平衡逆向移动,因此正向是放热反应,所以选项bc符合题意,
故选bc;
(2)a.在一定条件下,工业固氮N2 +3H2 ⇌2NH3在一固定体积的密闭容器中进行,因为混合气体总质量不变(质量守恒定律),而总物质的量减小直至平衡,因而平均相对分子质量增大直至平衡保持不变,故a正确;
b.混合气体总质量不变,而容器体积不变,即气体体积也不变,所以气体的密度始终不变,故b错误;
c.达到平衡后,向密闭容器中充入稀有气体时,虽然容器内压强增大,但N2、H2、NH3的浓度(或其分压)不变,因此平衡不移动,平衡时氨的百分含量不变,故c错误;d.达到平衡后,向密闭容器中升高温度,由于正反应放热,平衡逆向移动,所以平衡时氨的百分含量减小,故d正确,
故选ad;
(3)根据图中数据,先求出NH3的速率,在0→t2时间内,NH3的浓度变化量为
mol/L,则NH3的速率为
mol/(L•s),所以H2的速率为
mol/(L•s),
故答案为:
mol/(L•s);
(4)氯化银存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag+与氨水形成配离子,Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+,Ag+浓度减小,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,所以,难溶于水和稀硝酸的氯化银却能溶于氨水,
故答案为:氯化银存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag+与氨水形成配离子,Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+,Ag+浓度减小,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动.
故选bc;
(2)a.在一定条件下,工业固氮N2 +3H2 ⇌2NH3在一固定体积的密闭容器中进行,因为混合气体总质量不变(质量守恒定律),而总物质的量减小直至平衡,因而平均相对分子质量增大直至平衡保持不变,故a正确;
b.混合气体总质量不变,而容器体积不变,即气体体积也不变,所以气体的密度始终不变,故b错误;
c.达到平衡后,向密闭容器中充入稀有气体时,虽然容器内压强增大,但N2、H2、NH3的浓度(或其分压)不变,因此平衡不移动,平衡时氨的百分含量不变,故c错误;d.达到平衡后,向密闭容器中升高温度,由于正反应放热,平衡逆向移动,所以平衡时氨的百分含量减小,故d正确,
故选ad;
(3)根据图中数据,先求出NH3的速率,在0→t2时间内,NH3的浓度变化量为
n2 |
V |
n2 |
Vt2 |
3n2 |
2Vt2 |
故答案为:
3n2 |
2Vt2 |
(4)氯化银存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag+与氨水形成配离子,Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+,Ag+浓度减小,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动,所以,难溶于水和稀硝酸的氯化银却能溶于氨水,
故答案为:氯化银存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),Ag+与氨水形成配离子,Ag++2NH3⇌[Ag(NH3)2]+,Ag+浓度减小,沉淀溶解平衡向溶解的方向移动.
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