题目
物质的量(mol)-|||-.6-|||------|||-0.4-|||-0.3 H; --|||-0.2-|||-0.1-|||-o-|||-5 10 15 20 25-|||-时间(min)氨、烧碱在工农业生产和工业废水处理中具有广泛用途．回答下列问题：（1）工业上制取硝酸的第一步是以氨和空气为原料，用铂一铑合金网为催化剂，在氧化炉中（温度为800℃）进行氨催化氧化反应．该反应的氧化产物为 ____ （填名称）．（2）某工业废水中含有Mg2+、Cu2+等离子．取一定量的该工业废水，向其中滴加烧碱溶液，当Mg（OH）2开始沉淀时，溶液中((c（C{U^2+)）})/((c（M{g^2+)）)}为 ____ ．已知Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20．（3）已知反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的△H=-92.2kJ•mol-1，1mol-1N2（g），1molH2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收944.6Kj、436Kj的能量，则1molNH3（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为 ____ Kj．（4）Fritz Haber 研究了下列反应：N2（g）+3h2⇌2NH3（g）在500℃、20MPa时，将N2和H2通入到体积为2L的密闭容器中，反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示：①在0～10min内，平均反应速率υ（NH3）= ____ ②在10～20min内，各物质浓度变化的原因可能是 ____ （填“加了催化剂”或“降低温度”），其判断理由是 ____ ③温度和密闭容器的容积一定时，当容器内的总压强不再随时间而变化，反应是否达到了化学平衡状态？ ____ （填“是”或“否”）其判断理由是 ____ ④500℃时，该反应的平衡常数K的计算式为 ____ （不需要算出结果，）NH3的体积分数是 ____ （保留两位小数）
氨、烧碱在工农业生产和工业废水处理中具有广泛用途．回答下列问题：（1）工业上制取硝酸的第一步是以氨和空气为原料，用铂一铑合金网为催化剂，在氧化炉中（温度为800℃）进行氨催化氧化反应．该反应的氧化产物为 ____ （填名称）．
（2）某工业废水中含有Mg2+、Cu2+等离子．取一定量的该工业废水，向其中滴加烧碱溶液，当Mg（OH）2开始沉淀时，溶液中$\frac{{c（C{U^{2+}}）}}{{c（M{g^{2+}}）}}$为 ____ ．已知Ksp[Mg（OH）2]=1.8×10-11，Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20．
（3）已知反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的△H=-92.2kJ•mol-1，1mol-1N2（g），1molH2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收944.6Kj、436Kj的能量，则1molNH3（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为 ____ Kj．
（4）Fritz Haber 研究了下列反应：N2（g）+3h2⇌2NH3（g）
在500℃、20MPa时，将N2和H2通入到体积为2L的密闭容器中，反应过程中各种物质的物质的量变化如图所示：
①在0～10min内，平均反应速率υ（NH3）= ____
②在10～20min内，各物质浓度变化的原因可能是 ____ （填“加了催化剂”或“降低温度”），其判断理由是 ____
③温度和密闭容器的容积一定时，当容器内的总压强不再随时间而变化，反应是否达到了化学平衡状态？ ____ （填“是”或“否”）其判断理由是 ____
④500℃时，该反应的平衡常数K的计算式为 ____ （不需要算出结果，）NH3的体积分数是 ____ （保留两位小数）
题目解答
答案
解：（1）用铂一铑合金网为催化剂，在氧化炉中（温度为800℃）进行氨催化氧化反应．4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O，该反应的氧化产物为NO，
故答案为：一氧化氮；
（2）取一定量的该工业废水，工业废水中含有Mg2+、Cu2+等离子，向其中滴加烧碱溶液，
当Mg（OH）2开始沉淀时，$\frac{c（C{u}^{2+}）}{c（M{g}^{2+}）}$=$\frac{c（C{u}^{2+}）}{c（M{g}^{2+}）}$×$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{Ksp（Cu（OH）_{2}）}{Ksp（Mg（OH）_{2}）}$=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{1.8×1{0}^{-11}}$=1.2×10-9，
故答案为：1.2×10-9；
（3）已知反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的△H=-92.2kJ•mol-1，1mol-1N2（g），1molH2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收944.6Kj、436Kj的能量，则1molNH3（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为E，则得到944.6KJ+3×436KJ-2×E=-92.2KJ/mol，E=1172.4KJ，
故答案为：1172.4；
（4）①根据反应速率v（NH3）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{（0.1-0）mol}{2L}}{10min}$=0.005mol/（L．min），
故答案为：0.005mol/（L．min）；
②由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n（N2）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H2）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH3）=0.025mol×8=0.2mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，缩小体积相当于增大压强，应该反应物的速率增加倍数大，降低温度，应该反应速率减小，增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大，故只有使用催化剂符合，
故答案为：加了催化剂；10-20min内，N2、H2、NH3的物质的量变化大于0-10min内的变化程度，后10min的平均反应速率大于钱10min内的平均反应速率，缩小体积相当于增大压强，应该反应物的速率增加倍数大，降低温度，应该反应速率减小，增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大，故只有使用催化剂符合；
③N2（g）+3H2⇌2NH3（g），反应为气体体积减小的放热反应，温度和密闭容器的容积一定时，当容器内的总压强不再随时间而变化说明反应达到平衡状态，
故答案为：是；反应为气体体积减小的反应，反应前后气体体积发生变化，温度和密闭容器的容积一定时，压强之比等于气体物质的量之比，压强不变说明反应达到平衡状态；
④由图象可以看出，当反应进行到时20-25min，各物质的量不变，说明反应达到平衡状态，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，由图象可知，20min达平衡时，n（N2）=0.25mol，n（H2）=0.15mol，n（NH3）=0.3mol，所以所以其平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$，体积分数等于气体物质的量分数，
平衡时NH3的体积分数=$\frac{0.3mol}{0.25mol+0.15mol+0.3mool}$×100%=42.86%，
故答案为：$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$；42.86%；
故答案为：一氧化氮；
（2）取一定量的该工业废水，工业废水中含有Mg2+、Cu2+等离子，向其中滴加烧碱溶液，
当Mg（OH）2开始沉淀时，$\frac{c（C{u}^{2+}）}{c（M{g}^{2+}）}$=$\frac{c（C{u}^{2+}）}{c（M{g}^{2+}）}$×$\frac{{c}^{2}（O{H}^{-}）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$=$\frac{Ksp（Cu（OH）_{2}）}{Ksp（Mg（OH）_{2}）}$=$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{1.8×1{0}^{-11}}$=1.2×10-9，
故答案为：1.2×10-9；
（3）已知反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的△H=-92.2kJ•mol-1，1mol-1N2（g），1molH2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收944.6Kj、436Kj的能量，则1molNH3（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为E，则得到944.6KJ+3×436KJ-2×E=-92.2KJ/mol，E=1172.4KJ，
故答案为：1172.4；
（4）①根据反应速率v（NH3）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{（0.1-0）mol}{2L}}{10min}$=0.005mol/（L．min），
故答案为：0.005mol/（L．min）；
②由图象可知各组分物质的量变化增加，且10min时变化是连续的，20min达平衡时，△n（N2）=0.025mol×4=0.1mol，
△n（H2）=0.025mol×12=0.3mol，△n（NH3）=0.025mol×8=0.2mol，物质的量变化之比等于化学计量数之比，三种气体物质的速率增加倍数相同，说明10min可能改变的条件是使用催化剂，缩小体积相当于增大压强，应该反应物的速率增加倍数大，降低温度，应该反应速率减小，增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大，故只有使用催化剂符合，
故答案为：加了催化剂；10-20min内，N2、H2、NH3的物质的量变化大于0-10min内的变化程度，后10min的平均反应速率大于钱10min内的平均反应速率，缩小体积相当于增大压强，应该反应物的速率增加倍数大，降低温度，应该反应速率减小，增加NH3物质的量，逆反应速率增加的倍数大，故只有使用催化剂符合；
③N2（g）+3H2⇌2NH3（g），反应为气体体积减小的放热反应，温度和密闭容器的容积一定时，当容器内的总压强不再随时间而变化说明反应达到平衡状态，
故答案为：是；反应为气体体积减小的反应，反应前后气体体积发生变化，温度和密闭容器的容积一定时，压强之比等于气体物质的量之比，压强不变说明反应达到平衡状态；
④由图象可以看出，当反应进行到时20-25min，各物质的量不变，说明反应达到平衡状态，化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，由图象可知，20min达平衡时，n（N2）=0.25mol，n（H2）=0.15mol，n（NH3）=0.3mol，所以所以其平衡常数K=$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$=$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$，体积分数等于气体物质的量分数，
平衡时NH3的体积分数=$\frac{0.3mol}{0.25mol+0.15mol+0.3mool}$×100%=42.86%，
故答案为：$\frac{（\frac{0.3mol}{2L}）^{2}}{\frac{0.25mol}{2L}×（\frac{0.15mol}{2L}）^{3}}$；42.86%；