Question

运用化学反应原理研究氮、硫、氯等单质及其化合物的反应有重要的意义．
（1）放热反应2SO₂（g）+O₂（g）=2SO₃（g）是硫酸工业上的重要反应，在体积不变的条件下，下列措施有利于提高SO₂平衡转化率的有

 

（填字母）．
A、升高温度  B、降低温度  C、减小压强  D、加入催化剂    E．移出氧气
（2）氮是大气中含量最多的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要应用．用CH₄将氮氧化物（用NO_x表示）催化还原为N₂可以消除氮氧化物带来的污染，该反应的化学方程式为

 

．现有1L由NO、NO₂组成的混合气体，若将其还原为N₂、需同温同压下0.4LCH₄，则混合气体中NO、NO₂的物质的量之比为

 

．
（3）如图是一定的温度和压强下，N₂和H₂反应生成1mol NH₃过程中的能量变化图，请写出工业合成氨的热化学方程式

 

．（△H的数值用含字母Q₁、Q₂的代数式表示）．
（4）在25℃下，将xmol/L的氨水与y mol/L的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，则c（NH₄⁺ ）

 

 c（Cl^-）（填“＞”、“＜”或“=”）；用含x和y的代数式表示该混合溶液中氨水的电离平衡常

 

．
（5）已知：25℃时，K_sp（AgCl）=1.8×10^-10、K_sp（AgBr）=4.9×10 ^-13．现在向0.001mol/L KBr和0.01mol/L KCl混合溶液中滴加0.1mol/L AgNO₃溶液（反应过程中溶液体积变化忽略不计），当出现AgCl沉淀时．c（Br^-）=

 

（保留两位有效数字）．

Answer 1

分析：（1）提高SO₂平衡转化率，应使平衡向正反应方向移动，结合外界条件对平衡移动的影响判断；
（2）根据反应物和生成物确定反应的方程式；计算出x值，可列式计算物质的量之比；
（3）反应为放热反应，可根据活化能计算反应热；
（4）结合溶液的电荷守恒确定离子浓度大小关系，根据k=

c(NH4+)×c(OH-)

c(NH3?H2O)

计算电离平衡常数；
（5）根据溶度积计算．

解答：解：（1）生成三氧化硫的反应为放热反应，则
A、升高温度，平衡逆向移动，转化率减小，故A错误；
B、降低温度，平衡正向移动，转化率增大，故B正确；
C、减小压强，平衡逆向移动，转化率减小，故C错误；
D、加入催化剂，平衡不移动，故D错误；
E．移出氧气，逆向移动，转化率减小，故E错误．
故答案为：B；
（2）CH₄将氮氧化物（用NO_x表示）催化还原为N₂同时生成二氧化碳和水，反应的方程式为xCH₄+4NO_x

催化剂  .

xCO₂+2N₂+2xH₂O，
现有1L由NO、NO₂组成的混合气体，若将其还原为N₂、需同温同压下0.4LCH₄，则x：4=0.4：1，可知x=1.6，故氮氧化物的分子式为NO_1.6，
设NO为xmol，NO₂为ymol，
则

x+2y

x+y

=1.6，
解之得：x：y=2：3，
故答案为：xCH₄+4NO_x

催化剂  .

xCO₂+2N₂+2xH₂O；2：3；
（3）反应的方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g），正反应放热，由反应物与生成物总能量的关系可知反应热为△H=-2（Q₂-Q₁）kJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₂-Q₁）kJ/mol；
（4）在25℃下，将xmol/L的氨水与y mol/L的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，因溶液中存在c（NH₄⁺ ）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），则c（NH₄⁺ ）=c（OH^-），反应后溶液中c（NH₄⁺ ）=c（Cl^-）=

y

2

mol/L，c（OH^-）=10^-7mol/L，c（NH₃?H₂O）=

x-y

2

mol/L，
k=

c(NH4+)×c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

10-7× y 2

x-y 2

=

10-7y

x-y

，
故答案为：=；

10-7y

x-y

；
（5）当出现AgCl沉淀时，c（Ag⁺）=

1.8×10-10

0.01

mol/L=1.8×10^-8mol/L，则c（Br^-）=

4.9×10 -13

1.8×10-8

mol/L=2.7×10^-5mol/L，
故答案为：2.7×10^-5mol/L．

点评：本题考查较为综合，涉及知识面广，综合考查学生的分析能力和计算能力，为高考常见题型和高频考点，注意把握相关计算公式的运用，难度中等．