题目内容
5．科学研究、工业生产和日常生活都离不开物质的制备．（一）N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：2N2O5（g）?4NO2（g）+O2（g）；△H＞0
（1）反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N2O5的转化率将减小（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（2）表为反应在T温度下的部分实验数据：
| t/s | 0 | 500 | 1000 |
| c（N2O5）/mol•L-1 | 5.00 | 3.50 | 2.50 |
（3）在T2温度下，反应1000s时测得N2O5的浓度为3.00mol•L-1．则T2＜T1．（填“＞”“=”或“＜”）
（二）工业上用重晶石（主要成分为BaSO4）制备BaCl2
（1）步骤①中BaSO4与碳在高温下反应，每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的热量，此反应的热化学方程式为BaSO4（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr，当两种沉淀共存时，$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=2.7×10-3；[Ksp（AgBr）=5.4×10-13，Ksp（AgCl）=2.0×10-10]
（3）若NaOH溶液吸收H2S气体生成等物质的量的Na2S和NaHS，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HS-）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（H+）．
分析 （一）（1）反应达平衡后，再通入一定量N2O5，等效为增大压强，平衡逆向移动；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N2O5）；
（3）若T2温度高，反应速率快，未到达平衡时，相同时间内N2O5的浓度减小更大，正反应为吸热反应，到达平衡时温度升高，平衡正向移动，N2O5的浓度会减小．而在T2温度下，反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol•L-1，则此时N2O5的浓度为5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L-1=2.51mol/L，高于在T1温度下1000s时测得N2O5的浓度，说明T2温度下反应速率较慢；
（二）（1）先写出方程式，再根据物质的量之比等于热量比求出反应热；
（2）当两种沉淀共存时，溶液是AgCl和AgBr的饱和溶液，溶液中 $\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$，依此计算；
（3）Na2S和NaHS的混合溶液显碱性，NaHS以水解为主，据此判断．
解答 解：（一）（1）反应达平衡后，再通入一定量N2O5，等效为增大压强，平衡逆向移动，N2O5的转化率减小，
故答案为：减小；
（2）由表中数据可知，500s内N2O5的浓度变化量为5mol/L-3.5mol/L=1.5mol/L，故N2O5的分解速率为$\frac{1.5mol/L}{500s}$=0.003mol•L-1•s-1，
故答案为：0.003mol•L-1•s-1；
（3）若T2温度高，反应速率快，未到达平衡时，相同时间内N2O5的浓度减小更大，正反应为吸热反应，到达平衡时温度升高，平衡正向移动，N2O5的浓度会减小．而在T2温度下，反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol•L-1，则此时N2O5的浓度为5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L-1=2.51mol/L，高于在T1温度下1000s时测得N2O5的浓度，说明T2温度下反应速率较慢，故温度T2＜T1，
故答案为：＜；
（二）（1）BaSO4与碳在高温下反应的方程式为：BaSO4（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s），每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的热量，所以△H=+571.2kJ/mol，此反应的热化学方程为：BaSO4（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol，
故答案为：BaSO4（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）当两种沉淀共存时，溶液中Ag+离子浓度相同，根据溶度积常数计算，c（Br-）=$\frac{Ksp（AgBr）}{c（A{g}^{+}）}$，c（Cl-）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，
则$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{5.4×1{0}^{-13}}{2.0×1{0}^{-10}}$=2.7×10-3，
故答案为：2.7×10-3；
（3）Na2S和NaHS的混合溶液显碱性即c（OH-）＞c（H+），NaHS以水解为主，则c（HS-）＞c（S2-），
所以溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na+）＞c（HS-）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（HS-）＞c（S2-）＞c（OH-）＞c（H+）．
点评 本题为拼合型，涉及化学反应速率计算、化学平衡移动与计算、平衡常数的计算与运用、电解原理等知识点，计算量较大，是对学生心理素质的考验，题目难度中等，注意掌握平衡常数在化学平衡计算的运用．
口算能手系列答案| A． | 氧化反应 | B． | 加成反应 | C． | 还原反应 | D． | 水解反应 |
（一）制备苯乙烯（原理如反应I所示）：
I．
△H=+124kJ•mol-1（1）部分化学键的键能如表所示：
| 化学键 | C-H | C-C | C═C | H-H |
| 键能/kJ•mol-1 | 412 | 348 | x | 436 |
（2）工业上，在恒压设备中进行反应I时，常在乙苯蒸气中通入一定量的水蒸气．用化学平衡理论解释通入水蒸气的原因为正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积应增大，等效为降低压强，平衡向正反应方向移动，提高乙苯的平衡转化率．
（3）从体系自由能变化的角度分析，反应I在高温（填“高温”或“低温”）下有利于其自发进行．
（二）制备α-氯乙基苯（原理如反应II所示）：
II．
△H2＞0（4）T℃时，向10L恒容密闭容器中充人2mol乙苯（g）和2mol Cl2（g）发生反应Ⅱ，5min时达到平衡，乙苯和Cl2的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线如图l所示：
①0-5min内，以HC1表示的该反应速率v（HCl）=0.032 mol•L-1•min-1．
②T℃时，该反应的平衡常数K=16．
③6min时，改变的外界条件为升高温度．
④10min时，保持其他条件不变，再向容器中充人1moI乙苯、1mol Cl2、1mol α-氯乙基苯和l mol HCl，12min时达到新平衡．在图2中画出10-12 min，Cl2和HCl的浓度变化曲线（曲线上标明Cl2和HCl）；0-5min和0-12min时间段，Cl2的转化率分别用α1、α2 表示，则αl＜α2（填“＞”、“＜”或“=”）．
| 化学键 | Si-Si | O=O | Si-O |
| 键能/kJ•mol-1 | a | b | c |
Ⅱ．利用太阳光分解水制氢是未来解决能源危机的理想方法之一．某研究小组设计了如图所示的循环系统实现光分解水制氢．反应过程中所需的电能由太阳能光电池提供，反应体系中I2和Fe3+等可循环使用．
（1）写出下列反应池中反应的离子方程式：
电解池A2H++2I-=H2+I2．
电解池B4Fe3++2H2O=4Fe2++O2+4H+．
（2）若电解池A中生成3.36L H2（标准状况），计算电解池B中生成Fe2+的物质的量为0.3mol
Ⅲ．在一定的温度下，把2体积N2和6体积H2分别通入一个带活塞的体积可变的容器中，活塞的一端与大气相通，容器中发生如下反应：
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）；△H＜0
反应达到平衡后，测得混合气体为7体积．
请据此回答下列问题：
（1）保持上述反应温度不变，设a、b、c分别表示加入的N2、H2和NH3的体积，如果反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同．
①a=1，c=2，则b=3．在此情况下，反应起始时将向逆反应方向（填“正”或“逆”）进行．
②若需规定起始时反应向逆方向进行，则c的取值范围是1＜c≤4．
（2）在上述装置中，若需控制平衡后混合气体为6.5体积，则可采取的措施是降低温度，原因是降低温度平衡向正反应方向移动，气体总分子数减少．
| A． | 在有催化剂存在的条件下，反应放出的热量为92.4 kJ | |
| B． | 有无催化剂该反应放出的热量都为92.4 kJ | |
| C． | 若再充入1 mol H2，到达平衡时放出的热量应为92.4 kJ | |
| D． | 反应放出的热量始终小于92.4 kJ |
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