氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产生活中有着重要作用.请回答下列问题:

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  • 解题思路:(1)①根据能量变化图,反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能;据盖斯定律,利用后三个化学方程式就可以求出反应的焓变;

    ②催化剂只改变反应的途径,与始态和终态无关,催化剂只是使反应的活化能降低,并不改变反应物总能量与生成物总能量,所以反应的△H不变;

    (2)①对于放热反应,温度越高,平衡逆向移动,反应平衡常数越小;

    ②根据浓度熵和平衡常数的相对大小关系来确定平衡的移动方向;

    ③根据勒夏特列原理看改变的物理量,判断平衡的移动方向,以此判断百分含量的变化;

    (3)常温下,Kw=1×10-14,c(H+)×c(OH-)=1×10-14;溶液中碱电离的氢氧根离子抑制了水电离,碱溶液中c(H+)等于水电离出的c(OH-),根据溶液的pH=12,计算出溶液中的氢离子浓度,水电离的氢氧根离子的浓度等于溶液中的氢离子浓度.根据电荷守恒可判断溶液中离子浓度大小关系.

    (1)①该反应为放热反应,焓变△H=E1-,所以热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-(E2-E1)kJ•mol-1

    故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-(E2-E1)kJ•mol-1

    ②催化剂只改变反应的途径,与始态和终态无关,催化剂只是使反应的活化能降低,并不改变反应物总能量与生成物总能量,所以反应的△H不变;

    故答案为:减小;催化剂只是使反应的活化能降低;不变;

    (2)①该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2

    故答案为:大于;

    ②400℃时,N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数为K3=0.5,容器的体积为1L,NH3、N2和H2的物质的量浓度分别为:3mol/L、2mol/L、1mol/L,400℃时,浓度商Qc=

    32

    2×13=[9/2]>K3=0.5,说明反应向逆方向进行,因此有v(N2<v(N2

    故答案为:小于;

    ③平衡时,保持容积不变,通入一定量的N2,平衡逆向移动,氢气的物质的量减少,达平衡时H2的百分含量减小.保持压强不变,通入一定量的氖气,容器的体积变大,体系中的所有气体体积均变小;

    故答案为:变小;变小;

    (3)室温下,Kw=1×10-14,c(H+)×c(OH-)=1×10-14,在pH=12的某碱溶液中,溶液中的氢离子是水电离的,氢离子浓度为:c(H+)=1×10-12mol/L,所以水电离的氢氧根离子浓度为:1×10-12mol/L.pH=7时,c(H+)=c(OH-),再根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故液中离子浓度的关系为c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),

    故答案为:1×10-12mol/L;c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-).

    点评:

    本题考点: 反应热和焓变;化学平衡的影响因素;pH的简单计算.

    考点点评: 本题考查反应热与焓变、化学平衡的影响因素、pH的简单计算、离子浓度大小的比较等内容,注意溶液中溶质的判断及离子的水解为解答的难点,明确酸碱混合溶液为中性时离子浓度的关系等是解答本题的关键,题目难度中等.