Question

【题目】合成氨在工业生产中具有重要意义。

（1）在合成氨工业中I2O5常用于定量测定CO的含量。己知2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) △H=-76kJ·mol-1；2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mol-1。则该测定反应的热化学方程式为____________________________________。

（2）不同温度下，向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入4 mol CO，测得CO2的体积分数φ (CO2)随时间t变化曲线如图。

①b点CO的平衡转化率α为____________，c点的平衡常数K为________________。

②下列措施能提高该反应CO转化率的是________(填字母)

a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂 d．移走CO2

（3）若氨水与SO2恰好生成正盐，则此时溶液呈_________(填“酸性”或“碱性”)，向上述溶液中通入___________(填“NH3”或“SO2”)可使溶液呈中性。(已知常温下NH3·H2O的Kb=1.8×10-5mol·L-1，H2SO3的Ka1=1.5×10-2mol·L-1，Ka2=6.3×10-8mol·L-1)

Answer 1

【答案】5CO(g)+ I2O5(s)=5CO2(g)+ I2(s) H=﹣1377kJ· mol-1 60% 1024 d 碱性 SO2

【解析】

（1）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；

（2）①根据5CO(g)+ I2O5(s) 5CO2(g)+ I2(s)及图像分析可知，①CO的平衡转化率α = 100%；平衡常数K = ，据此分析作答；

②根据“先拐先平数值大”规律可以判断T1T2，升高温度，CO2的体积分数φ (CO2)减小，则说明该可逆反应的正反应为放热反应，即H0，且该反应是气体体积分数不变的反应，根据勒夏特列原理分析作答；

（3）氨水与SO2恰好生成的正盐为(NH4)2SO3,根据盐溶液中“越弱越水解”规律，结合弱电解质的平衡常数Ka或Kb与相应的盐水解平衡常数Kh的转化关系为：Kh = 或Kh = 分析作答。

（1）2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) △H=-76 kJ·mol-1①，

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566 kJ·mol-1②，

将方程式②×①×得5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s)，根据盖斯定律可知，△H=×(566kJmol1) ×(76 kJmol1) = 1377 kJ/mol，

所以其热化学反应方程式为：5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s) H=﹣1377 kJ· mol-1，

故答案为：5CO(g)+I2O5(s)=5CO2(g)+I2(s) H=﹣1377 kJ· mol-1；

（2）①由图像可知，b点CO2的体积分数φ(CO2)为0.60，设反应的CO的浓度为x，则列出三段式为：

5CO(g)+ I2O5(s) 5CO2(g)+ I2(s)

c0(mol/L) 2 0

c(mol/L) x x

ct(mol/L) 2-x x

φ (CO2) = = 0.60，解得x = 1.2 mol/L，

则α = 100% = = 60 %；

同理，再列出T2温度下的三段式为：

5CO(g)+ I2O5(s) 5CO2(g)+ I2(s)

c0(mol/L) 2 0

c(mol/L) x x

ct(mol/L) 2-x x

φ (CO2) = = 0.80，解得x = 1.6 mol/L，

则平衡常数K = = = 1024；

故答案为：60 %；1024；

②根据“先拐先平数值大”规律可以判断T1T2，升高温度，CO2的体积分数φ (CO2)减小，则说明该可逆反应的正反应为放热反应，即H0，且该反应是气体体积分数不变的反应，再根据勒夏特列原理可知，

a. 因正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，不利于CO的转化，故a项错误；

b．因反应是气体体积分数不变的反应，则增大压强平衡不移动，即不会提高CO的转化率，故b项错误；

c. 催化剂只能降低反应的活化能，是正逆速率同等程度增大，不会改变平衡，则不会提高CO的转化率，故c项错误；

d. 移走CO2，使生成物CO2的浓度降低，平衡向正反应方向移动，提高了CO的转化率，故d项正确；

答案选d；

（3）氨水与SO2恰好生成的正盐为(NH4)2SO3，常温下NH3·H2O的Kb = 1.8×10-5 mol·L-1，则NH4+的水解平衡常数Kh(NH4+) = = 5.56×10-10 mol·L-1，H2SO3的二步电离平衡常数Ka2 = 6.3×10-8 mol·L-1，则得出SO32-的水解平衡常数Kh(SO32-) = =1.59×10-7 mol·L-1，因Kh(NH4+) Kh(SO32-)，即使c(NH4+)2c(SO32-)，最终溶液酸碱性由SO32-水解所得的OH-起主导作用，所以溶液显碱性，加入酸性氧化物SO2可使溶液显中性，

故答案为：碱性；SO2。