题目内容
【题目】按要求完成下空:
(1)已知热化学方程式:SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) ΔH=-98.32 kJ·mol-1,在容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量______(填字母)。
a.=196.64 kJ b.=98.32 kJ c.<196.64 kJ d.>196.64 kJ
(2)FeS2焙烧产生的SO2可用于制硫酸。其中SO2的空间结构为________;H2SO4中阴离子中心原子杂化类型为__________杂化。
(3)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。
①上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量的变化示意图,请写出N2和H2反应的热化学方程式____________________________________
②捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:
反应Ⅰ:2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g) (NH4)2CO3(aq) ΔH1
反应Ⅱ:NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
则a:ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系是ΔH3=________。b:若反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数分别为K1、K2,则反应Ⅲ的平衡常数K3=__________(用K1、K2表示)。
(4)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在,Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体,CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。
①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②溶液酸性增大,CrO42的平衡转化率______(填“增大“减小”或“不变”)
③升高温度,溶液中CrO42的平衡转化率减小,则该反应的ΔH______0 (填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】c V形 sp3 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1 2ΔH2-ΔH1 K22/K1 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 增大 小于
【解析】
(1)假设2molSO2和1molO2全部参与反应,放出的热量为2×98.32kJ=196.64kJ,因为该反应为可逆反应,不能进行到底,因此达到平衡放出的热量小于196.64kJ,故c正确;
(2)SO2中心原子S有2个σ键,孤电子对数为(6-2×2)/2=1,价层电子对数为3,空间构型为V形;阴离子为SO42-,S有4个σ,无孤电子对,因此S的杂化类型为sp3;
(3)①根据图示,该反应为放热反应,热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=2×(254-300)kJ·mol-1=-92kJ·mol-1;
②a:根据反应III的方程式,2×II-I:△H3=2△H2-△H1;
b:根据化学平衡常数的表达式,推出K1=c[(NH4)2CO3]/c(CO2),K2=c(NH4HCO3)/c(CO2),K3=c2(NH4HCO3)/{c(CO2)×c[(NH4)2CO3]},得出K3=K22/K1;
(4)①CrO42-在溶液中存在:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O;
②根据①酸性增大,c(H+)增大,平衡向正反应方向进行,CrO42-的转化率增大;
③根据勒夏特列原理,升高温度,CrO42-的转化率降低,反应向逆反应方向进行,即正反应方向为放热反应,△H<0。