Question

運用化學反應原理研究氮、硫、氯、碘等單質及其化合物的反應有重要意義．
（1）硫酸生產中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），混合體系中SO₃的質量分數(shù)和溫度的關系如圖1所示（曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài)）．根據(jù)圖示回答下列問題：

①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的△H______0（選填“＞”或“＜”）；若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡______移動（選填“向左”、“向右”或“不”）；
②若溫度為T₁、T₂，反應的平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁______K₂；若反應進行到狀態(tài)D時，v_正______v_逆（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用．
①圖2是一定的溫度和壓強下N₂和H₂反應生成1mol NH₃過程中能量變化示意圖，請寫出合成氨的熱化學反應方程式：______、______．（△H的數(shù)值用含字母a、b的代數(shù)式表示，不必注明反應條件）
②氨氣溶于水得到氨水．在25℃下，將xmol?L^-1的氨水與ymol?L^-1的鹽酸等體積混合，所得溶液呈中性．則x______y，所得溶液中c（NH₄⁺）______C（Cl^-）（選填“＞”、“＜”或“=”）；用含x和y的代數(shù)式表示出一水合氨的電離平衡常數(shù)______．
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合態(tài)存在．在25℃下，向0.1mol?L^-1的NaCl溶液中逐滴加入適量的0.1mol?L^-1硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，向反應后的濁液中，繼續(xù)加入0.1mol?L^-1的NaI溶液，看到的現(xiàn)象是______，產生該現(xiàn)象的原因是（用離子方程式表示）______．

Answer 1

【答案】分析：（1）①根據(jù)溫度對化學平衡的影響結合圖象分析該反應是放熱反應還是吸熱反應；根據(jù)壓強對反應體系的影響分析；
②根據(jù)T₁的T₂關系結合圖象分析平衡的移動，根據(jù)反應物和生成物物質的量的改變引起化學平衡常數(shù)的改變判斷K₁、K₂的關系；根據(jù)圖象中曲線及曲線上、下方區(qū)域表示的含義分析，曲線表示平衡狀態(tài)，曲線下方表示向正反應方向進行，曲線上方表示向逆反應方向進行；
（2）①根據(jù)熱化學反應方程式的書寫規(guī)則書寫，書寫時注意表明物質的狀態(tài)，反應熱=反應物吸收的能量-生成物放出的能量，注意反應熱與反應方程式有關．
②由氯化銨的性質分析溶液的酸堿性，從而判斷酸、堿濃度的相對大小；根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等分析c（NH₄⁺）、C（Cl^-）的相對大小；
（3）根據(jù)難溶電解質的溶解平衡常數(shù)判斷氯離子和碘離子產生沉淀所需銀離子的濃度，從而確定反應現(xiàn)象，并寫出相應的離子方程式；
解答：解：（1）①該反應是一個氣體體積減小的反應，升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，升高溫度時，SO₃（g）的含量降低，說明平衡向逆反應方向移動，所以正反應是放熱反應，
△H＜0；若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，該反應體系的壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動，所以平衡向左移動．
故答案為：＜；向左；
  ②該反應是一個放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，所以生成物的濃度減小，反應物的濃度增大，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂；D狀態(tài)相對于A狀態(tài)，三氧化硫的含量較小，要使該反應達到平衡狀態(tài)，該反應必須向正反應方向移動，所以正反應速率大于逆反應速率．
故答案為：＞；＞；
（2）①氮氣和氫氣反應生成氨氣，反應熱=反應物吸收的能量-生成物放出的能量，所以該反應的熱化學反應方程式為：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=2（a-b）kJ?mol^-1；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=2（a-b）kJ?mol^-1；
②氯化銨是強酸弱堿鹽，其水溶液呈酸性，若要使將xmol?L^-1的氨水與ymol?L^-1的鹽酸等體積混合，所得溶液呈中性，應使氨水稍過量，所以x＞y；該溶液中陰陽離子所帶電荷相等，溶液呈中性，所以氫離子和氫氧根離子的濃度相等，故c（NH₄⁺）=C（Cl^-）．
該溶液呈中性，所以C（H⁺）=C（OH^-）=10^-7mol?L^-1；c（NH₄⁺）=C（Cl^-）=0.5ymol/L，再根據(jù)物料守恒知，c（NH₄⁺）+C（NH₃．H₂O）=0.5xmol/L，所以平衡常數(shù)K===，
故答案為：＞；=； ；
 （3）K_sp[AgCl]=1.0×10^-1 mol²?L^-2 ，所以生成氯化銀沉淀所需的銀離子的濃度為=1.5×10^-9mol/L，
Ksp[AgI]=1.5×10^-16mol²?L^-2，所以生成碘化銀 沉淀所需的銀離子的濃度為=1.5×10^-15mol/L，所以氯化銀會轉化為碘化銀，看到的現(xiàn)象為：白色沉淀轉化為黃色沉淀，方程式為AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．
故答案為：白色沉淀轉化為黃色沉淀；AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．
點評：本題考查了外界條件對化學平衡的影響、反應熱的計算、難溶電解質的轉化等知識點，難度不大，注意化學平衡常數(shù)只與溫度有關，與其他物理量無關，會運用電荷守恒、物料守恒進行有關計算．