Question

（18分）运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：
2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)，混合体系中SO₃的百分含量和温度的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题：

①2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)的正反应为         反应（填“放热”、“吸热”）；若在恒温、恒容条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)；
②若温度为T₁、T₂时，反应的平衡常数分别为K₁、K₂，则K₁_______K₂；若反应进行到状态D时，v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
右图是一定的温度和压强下N₂和H₂反应生成1 mol NH₃过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学反应方程式：______________。(ΔH的数值用含字母a、b的代数式表示)

（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态存在。在25 ℃下， 2.0×10^-3 mol·L^-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的2.0×10^-4  mol·L^-1硝酸银溶液，      白色沉淀生成(填“有”、“没有”)。通过计算解释原因______________________________，向反应后的浊液中，继续加入2.0×10^-3mol·L^-1的NaI溶液，看到的现象是_____________________________，产生该现象的原因是_____________(用离子方程式表示)。(已知25 ℃时K_sp(AgCl)=1.8×10^-10,K_sp(AgI)=1.5×10^-16)

Answer 1

（1）①放热（2分）  不（2分）
②> （2分）  >（2分）
（2）N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g) ΔH ="2(a-b)" kJ·mol^-1（3分）
（3）有（1分）Q=c(Cl?)?c(Ag⁺)=1.0×10^-3 ×1.0×10^-4 =1.0×10^-7 > K_sp，所以有沉淀生成（2分）
白色沉淀转化为黄色沉淀（2分）AgCl(s)+I^-(aq)= AgI(s)+Cl^-(aq)（2分）

试题分析：（1）①由图可知，温度越高，三氧化硫的含量越低，平衡向左移动，正反应放热；恒温、恒容条件下充入氦气，体积增不变，正逆反应速率不变，所以平衡不移动。
②温度越高，平衡越向左移动，平衡常数越小，故 K₁>K₂。状态D未达到平衡状态，要达到平衡状态，三氧化硫的含量要增大，即平衡需要向右移动，故v(正)＞v(逆)。
（2）由图像可知N₂和H₂反应生成1 mol NH₃的反应热为-(b-a) kJ·mol^-1，可得热化学方程式为：N₂(g)+3H₂(g)2NH₃(g)  ΔH ="2(a-b)" kJ·mol^-1
（3）通过计算比较浓度熵与K_sp的大小，Q=c(Cl?)?c(Ag⁺)=1.0×10^-3 ×1.0×10^-4 =1.0×10^-7 > K_sp，所以有沉淀生成；沉淀向溶度积更小的方向转化，K_sp(AgCl)>K_sp(AgI)，所以AgCl沉淀转化为更难溶的AgI，所以实验现象为白色沉淀转化为黄色沉淀；离子方程式为：AgCl(s)+I^-(aq)= AgI(s)+Cl^-(aq)。