Question

運用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫、氯、碘等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義．
（1）硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），混合體系中SO₃的質(zhì)量分數(shù)和溫度的關(guān)系如圖1所示（曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài)）．根據(jù)圖示回答下列問題：

①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的△H

＜

0（選填“＞”或“＜”）；若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡

向左

移動（選填“向左”、“向右”或“不”）；
②若溫度為T₁、T₂，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K₁、K₂，則K₁

＞

K₂；若反應(yīng)進行到狀態(tài)D時，v_正

＞

v_逆（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用．
①圖2是一定的溫度和壓強下N₂和H₂反應(yīng)生成1mol NH₃過程中能量變化示意圖，請寫出合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：

N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；

、

△H=2（a-b）kJ?mol^-1

．（△H的數(shù)值用含字母a、b的代數(shù)式表示，不必注明反應(yīng)條件）
②氨氣溶于水得到氨水．在25℃下，將xmol?L^-1的氨水與ymol?L^-1的鹽酸等體積混合，所得溶液呈中性．則x

＞

y，所得溶液中c（NH₄⁺）

=

C（Cl^-）（選填“＞”、“＜”或“=”）；用含x和y的代數(shù)式表示出一水合氨的電離平衡常數(shù)

10-7y

x-y

mol/L

．
（3）海水中含有大量的元素，常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合態(tài)存在．在25℃下，向0.1mol?L^-1的NaCl溶液中逐滴加入適量的0.1mol?L^-1硝酸銀溶液，有白色沉淀生成，向反應(yīng)后的濁液中，繼續(xù)加入0.1mol?L^-1的NaI溶液，看到的現(xiàn)象是

白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀

，產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因是（用離子方程式表示）

AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）

．（已知25℃時K_sp[AgCl]=1.0×10^-10 mol²?L^-2，Ksp[AgI]=1.5×10^-16mol²?L^-2）

Answer 1

分析：（1）①根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響結(jié)合圖象分析該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；根據(jù)壓強對反應(yīng)體系的影響分析；
②根據(jù)T₁的T₂關(guān)系結(jié)合圖象分析平衡的移動，根據(jù)反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量的改變引起化學(xué)平衡常數(shù)的改變判斷K₁、K₂的關(guān)系；根據(jù)圖象中曲線及曲線上、下方區(qū)域表示的含義分析，曲線表示平衡狀態(tài)，曲線下方表示向正反應(yīng)方向進行，曲線上方表示向逆反應(yīng)方向進行；
（2）①根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書寫規(guī)則書寫，書寫時注意表明物質(zhì)的狀態(tài)，反應(yīng)熱=反應(yīng)物吸收的能量-生成物放出的能量，注意反應(yīng)熱與反應(yīng)方程式有關(guān)．
②由氯化銨的性質(zhì)分析溶液的酸堿性，從而判斷酸、堿濃度的相對大小；根據(jù)溶液中陰陽離子所帶電荷相等分析c（NH₄⁺）、C（Cl^-）的相對大��；
（3）根據(jù)難溶電解質(zhì)的溶解平衡常數(shù)判斷氯離子和碘離子產(chǎn)生沉淀所需銀離子的濃度，從而確定反應(yīng)現(xiàn)象，并寫出相應(yīng)的離子方程式；

解答：解：（1）①該反應(yīng)是一個氣體體積減小的反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，升高溫度時，SO₃（g）的含量降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，
△H＜0；若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，該反應(yīng)體系的壓強減小，平衡向氣體體積增大的方向移動，所以平衡向左移動．
故答案為：＜；向左；
  ②該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以生成物的濃度減小，反應(yīng)物的濃度增大，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂；D狀態(tài)相對于A狀態(tài)，三氧化硫的含量較小，要使該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，該反應(yīng)必須向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率．
故答案為：＞；＞；
（2）①氮氣和氫氣反應(yīng)生成氨氣，反應(yīng)熱=反應(yīng)物吸收的能量-生成物放出的能量，所以該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=2（a-b）kJ?mol^-1；
故答案為：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=2（a-b）kJ?mol^-1；
②氯化銨是強酸弱堿鹽，其水溶液呈酸性，若要使將xmol?L^-1的氨水與ymol?L^-1的鹽酸等體積混合，所得溶液呈中性，應(yīng)使氨水稍過量，所以x＞y；該溶液中陰陽離子所帶電荷相等，溶液呈中性，所以氫離子和氫氧根離子的濃度相等，故c（NH₄⁺）=C（Cl^-）．
該溶液呈中性，所以C（H⁺）=C（OH^-）=10^-7mol?L^-1；c（NH₄⁺）=C（Cl^-）=0.5ymol/L，再根據(jù)物料守恒知，c（NH₄⁺）+C（NH₃．H₂O）=0.5xmol/L，所以平衡常數(shù)K=

C(NH4+)．C(OH-)

C(NH3．H2O)

=

0.5ymol/L×10-7mol?L-1

0.5xmol/L-0.5ymol/L

=

10-7y

x-y

mol/L，
故答案為：＞；=； 

10-7y

x-y

mol/L；
 （3）K_sp[AgCl]=1.0×10^-1 mol²?L^-2 ，所以生成氯化銀沉淀所需的銀離子的濃度為

KSP

C(Cl-)

=

1.5×10-10mol2?L-2

0.1mol/L

=1.5×10^-9mol/L，
Ksp[AgI]=1.5×10^-16mol²?L^-2，所以生成碘化銀 沉淀所需的銀離子的濃度為

KSP

C(I-)

=

1.5×10-16mol2/L2

0.1mol/L

=1.5×10^-15mol/L，所以氯化銀會轉(zhuǎn)化為碘化銀，看到的現(xiàn)象為：白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀，方程式為AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．
故答案為：白色沉淀轉(zhuǎn)化為黃色沉淀；AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．

點評：本題考查了外界條件對化學(xué)平衡的影響、反應(yīng)熱的計算、難溶電解質(zhì)的轉(zhuǎn)化等知識點，難度不大，注意化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與其他物理量無關(guān)，會運用電荷守恒、物料守恒進行有關(guān)計算．