Question

【题目】硫﹣氨热化学循环制氢示意图如下：

（1）反应1的离子方程式为 ．
（2）反应2能量转化主要方式为 ．
（3）反应3中控制反应条件很重要，不同条件下硫酸铵分解产物不同．若在400℃时分解，产物除水蒸气外还有A、B、C三种气体，A是空气中含量最多的单质，B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，C能使品红溶液褪色．则400℃时硫酸铵分解的化学方程式为 ．
（4）反应4是由（a）、（b）两步反应组成：
H2SO4（l）=SO3（g）+H2O（g），△H=+177kJmol﹣1…（a）
2SO3（g）2SO2（g）+O2（g），△H=+196kJmol﹣1…（b）
①则H2SO4（l）分解为SO2（g）、O2（g）及H2O（g）的热化学方程式为： ．
②在恒温密闭容器中，控制不同温度进行SO3分解实验．以SO3起始浓度均为cmolL﹣1 ， 测定SO3的转化率，结果如图2，图中Ⅰ曲线为SO3的平衡转化率与温度的关系，Ⅱ曲线表示不同温度下反应经过相同反应时间且未达到化学平衡时SO3的转化率．
（i）图中点X与点Z的平衡常数K：
K（X）K（Z）（选填：＞，＜，=）；
（ii）Y点对应温度下的反应速率：
v（正）v（逆）（选填：＞，＜，=）；
（iii）随温度的升高，Ⅱ曲线逼近Ⅰ曲线的原因是： ．

Answer 1

【答案】
（1）SO2+H2O+2NH3=2NH4++SO32﹣
（2）太阳能转化为电能再转化为化学能
（3）3（NH4）2SO4 4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑
（4）2H2SO4（l）?2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）△H=+550kJ?mol﹣1；＜；＞；温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短（或温度升高，反应速率加快，相同时间内更快达到平衡）
【解析】解：（1）反应1是二氧化硫和氨气在水中反应生成亚硫酸铵的反应，反应的离子方程式为SO2+H2O+2NH3=2NH4++SO32﹣ ， 所以答案是：SO2+H2O+2NH3=2NH4++SO32﹣；（2.）据图分析，反应2是太阳能转化为电能，电解亚硫酸铵生成硫酸铵和氢气，所以答案是：太阳能转化为电能再转化为化学能；
（3.）硫酸铵在400℃时分解，产物除水蒸气外还有A、B、C三种气体，A是空气中含量最多的单质，则为氮气，B能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，为氨气，C能使品红溶液褪色，为二氧化硫，反应的化学方程式为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）
据盖斯定律，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）据图可知，随温度的升高，三氧化硫的平衡转化率增大，说明三氧化硫分解是吸热反应，温度越高，平衡常数越大，所以K（X）＜K（Z），所以答案是：＜；
ii）Y点时反应还没有达到平衡状态，正向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，所以答案是：＞；
iii）温度的升高，曲线b向曲线a逼近，反应速率加快，达到平衡时的时间缩短，
所以答案是：温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短（或温度升高，反应速率加快，相同时间内更快达到平衡）．
【考点精析】掌握化学平衡状态本质及特征是解答本题的根本，需要知道化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）．