题目内容
(10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下图1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:
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①恒温、恒压条件下,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)达平衡,向体系中通入氦气,平衡 移动(填“向左”、“向右”或“不”);
②若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1 K2(填“>”、“<”或“=”,下同);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.
①上图2是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3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: .(△H的数值用含字母a、b的代数式表示)
②氨气溶于水得到氨水.在25℃下,将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数表达式 。
(3)已知25°C时Ksp[AgCl]=1.6×10-10mol2?L-2,Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2),在25℃下,向0.1L0.002mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入0.1L0.002mol?L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成.从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是 ,向反应后的浊液中,继续加入0.1L0.002mol?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) 。
(1)① 向左 ② > , >
(2)①N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ?mol-1 ;② 10-7b/(a-b);
(3)c(Ag+)(Cl-)大于溶度积Ksp(AgCl), 白色沉淀转化为黄色沉淀 AgCl(s)+I-═AgI(s)+Cl-。
【解析】
试题分析:①恒温、恒压条件下,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)达平衡,向体系中通入氦气,为了保持压强不变,则容器的容积就要扩大,使反应体系的各种物质的浓度都减小,由于反应物系数大,减小的倍数多,所以平衡向左移动;②由图像可知:升高温度,SO3的平衡含量减小,说明升高温度平衡逆向移动,根据平衡移动原理:升高温度,平衡向吸热反应方向移动,逆反应方向是吸热反应,因此该反应的正反应是放热反应。所以△H<0,因为升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小。所以由于温度为T1<T2,反应达到平衡状态状态时的平衡常数分别为K1>K2,若反应进行到状态D时,反应未达到该温度下的平衡状态,SO3的含量低于平衡状态,所以反应正向进行,因此v正>v逆; (2)①根据图示可知在工业合成氨的热化学反应方程式:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ/mol;②在25℃下,将a mol?L-1的氨水与b mol?L-1的盐酸等体积混合,反应后溶液恰好显中性,则c(NH4+)=c(Cl-);该物质是氨水与氯化铵的混合溶液。NH3.H2O
NH4++OH-;c(NH4+)=b/2mol/L; c(OH-)=10-7mol/L,根据N元素守恒可得c(NH3.H2O)=(a-b)/2mol/L,则用氨水的电离平衡常数表达式K=
;(3)已知25°C时Ksp[AgCl]=1.6×10-10mol2?L-2,Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2),在25℃下,向0.1L0.002mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入0.1L0.002mol?L-1硝酸银溶液,由于c(Ag+)·c(Cl-)=0.001mol/L×0.001mol/L=1×10-6mol2/L2>> 1.6×10-10mol2?L-2 =Ksp[AgCl],所以有白色沉淀生成;在该悬浊液中存在AgCl的沉淀溶解平衡,若向反应后的浊液中,继续加入0.1L0.002mol?L-1的NaI溶液,由于c(Ag+) ·c(I-)=0.001mol/L×0.001mol/L=1×10-6mol2/L2>> 1.5×10-16 mol2?L-2 =Ksp[AgI],所以会产生沉淀的转化,白色沉淀转化为黄色沉淀,离子方程式是AgCl(s)+I-═AgI(s)+Cl-。
考点:考查外界条件对化学平衡移动的影响、盐的水解、弱电解质电离平衡常数的表达、沉淀溶解平衡产生的应用及沉淀的转化的知识。