Question

【題目】硫﹣氨熱化學(xué)循環(huán)制氫示意圖如下：

（1）反應(yīng)1的離子方程式為 ．
（2）反應(yīng)2能量轉(zhuǎn)化主要方式為 ．
（3）反應(yīng)3中控制反應(yīng)條件很重要，不同條件下硫酸銨分解產(chǎn)物不同．若在400℃時(shí)分解，產(chǎn)物除水蒸氣外還有A、B、C三種氣體，A是空氣中含量最多的單質(zhì)，B能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，C能使品紅溶液褪色．則400℃時(shí)硫酸銨分解的化學(xué)方程式為 ．
（4）反應(yīng)4是由（a）、（b）兩步反應(yīng)組成：
H2SO4（l）=SO3（g）+H2O（g），△H=+177kJmol﹣1…（a）
2SO3（g）2SO2（g）+O2（g），△H=+196kJmol﹣1…（b）
①則H2SO4（l）分解為SO2（g）、O2（g）及H2O（g）的熱化學(xué)方程式為： ．
②在恒溫密閉容器中，控制不同溫度進(jìn)行SO3分解實(shí)驗(yàn)．以SO3起始濃度均為cmolL﹣1 ， 測(cè)定SO3的轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如圖2，圖中Ⅰ曲線為SO3的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系，Ⅱ曲線表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同反應(yīng)時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)SO3的轉(zhuǎn)化率．
（i）圖中點(diǎn)X與點(diǎn)Z的平衡常數(shù)K：
K（X）K（Z）（選填：＞，＜，=）；
（ii）Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的反應(yīng)速率：
v（正）v（逆）（選填：＞，＜，=）；
（iii）隨溫度的升高，Ⅱ曲線逼近Ⅰ曲線的原因是： ．

Answer 1

【答案】
（1）SO2+H2O+2NH3=2NH4++SO32﹣
（2）太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
（3）3（NH4）2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
（4）2H2SO4（l）?2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJ?mol﹣1；＜；＞；溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短（或溫度升高，反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)更快達(dá)到平衡）
【解析】解：（1）反應(yīng)1是二氧化硫和氨氣在水中反應(yīng)生成亞硫酸銨的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為SO2+H2O+2NH3=2NH4++SO32﹣ ， 所以答案是：SO2+H2O+2NH3=2NH4++SO32﹣；（2.）據(jù)圖分析，反應(yīng)2是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，電解亞硫酸銨生成硫酸銨和氫氣，所以答案是：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；
（3.）硫酸銨在400℃時(shí)分解，產(chǎn)物除水蒸氣外還有A、B、C三種氣體，A是空氣中含量最多的單質(zhì)，則為氮?dú)猓珺能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)，為氨氣，C能使品紅溶液褪色，為二氧化硫，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3（NH4）2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑，所以答案是：3（NH4）2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑；
（4.）①已知H2SO4（l）=SO3（g）+H2O（g），△H=+177kJmol﹣1…（a）
2SO3（g）2SO2（g）+O2（g），△H=+196kJmol﹣1…（b）
據(jù)蓋斯定律，2a+b得：2H2SO4（l）2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJmol﹣1 ，
所以答案是：2H2SO4（l）2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJmol﹣1；
②i）據(jù)圖可知，隨溫度的升高，三氧化硫的平衡轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明三氧化硫分解是吸熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越大，所以K（X）＜K（Z），所以答案是：＜；
ii）Y點(diǎn)時(shí)反應(yīng)還沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)，正向進(jìn)行，所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，所以答案是：＞；
iii）溫度的升高，曲線b向曲線a逼近，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡時(shí)的時(shí)間縮短，
所以答案是：溫度升高，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需的時(shí)間縮短（或溫度升高，反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)更快達(dá)到平衡）．
【考點(diǎn)精析】掌握化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征是解答本題的根本，需要知道化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無(wú)關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無(wú)論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）．