Question

運用化學(xué)反應(yīng)原理研究部分單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義．
（1）氨是氮循環(huán)過程中的重要物質(zhì)，是氮肥工業(yè)的重要原料．氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．請回答
①已知：H-H鍵能為436kJ/mol，N-N鍵能為945kJ/mol，N一H鍵能為391kJ/mol．由鍵能計算消耗1molN₂時的△H=

 

．若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡

 

移動（填“向左”、“向右”或“不”）；
②如圖中：當溫度由T₁變化到T₂時，K_A

 

K_B（填“＞”、“＜”或“=”）． 
③氨氣溶于水得到氨水．在25°C下，將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液中顯中性，則c（NH₄⁺）

 

c（Cl^-）（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a和b的代數(shù)式表示出氨水的電離平衡常數(shù)表達式

 

．
（2）硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃：SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）△H＜0，是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關(guān)鍵步驟．
①在某溫度時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.75，若在此溫度下，向100L的恒容密閉容器中，充入3mol SO₂、4mol O₂和4mol SO₃，則反應(yīng)開始時正反應(yīng)速率

 

逆反應(yīng)速率（填“＜”、“＞”或“=”）．
②在①中的反應(yīng)達到平衡后，改變下列條件，能使SO₂（g）平衡濃度比原來減小的是

 

．
a．保持溫度和容器體積不變，充入1.0mol O₂
b．保持溫度和容器內(nèi)壓強不變，充入2.0mol He
c．降低溫度
d．在其他條件不變時，減小容器的容積
③由硫酸可制得硫酸鹽．在一定溫度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，當兩種沉淀共存時，

c(C O 2- 3 )

c(S O 2- 4 )

=

 

．[已知該溫度時，Ksp（BaSO₄）=1.3×10^-10，Ksp（BaCO₃）=5.2×10^-9]．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,有關(guān)反應(yīng)熱的計算,化學(xué)平衡的影響因素,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）①反應(yīng)物的總鍵能-生成物的總鍵能=反應(yīng)熱，據(jù)此計算該反應(yīng)的反應(yīng)熱，根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫原則進行書寫．恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，為保持恒壓，體積增大，壓強減小，平衡逆向進行；
②分析圖象，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，氨氣濃度減小，平衡逆向進行，平衡常數(shù)減��；
③根據(jù)電荷守恒：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），現(xiàn)已知c（H⁺）=c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=c（Cl^-）； Kb（NH₃?H₂O）=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3?H2O)

，c（OH^-）=10^-7mol?L^-1，c（NH₄⁺）=

b

2

 mol?L^-1，c（NH₃?H₂O）=

1

2

（a-b） mol?L^-1；
（2）①計算濃度商Qc=

4mol 100L

3mol 100L ×( 4mol 100L ) 1 2

=6.67＞Kc=0.75，平衡逆向移動；
②增大容器體積或體積不變平衡正向移動會使SO₂濃度減�。�
③BaSO₄和BaCO₃兩種沉淀共存時，

c(C O 2- 3 )

c(S O 2- 4 )

═

Ksp(BaCO3)

Ksp(BaSO4)

；

解答： 解：（1）①反應(yīng)N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的反應(yīng)熱△H=945kJ?mol^-1+3×436kJ?mol^-1-2×3×391kJ?mol^-1=-93kJ?mol^-1，故熱化學(xué)方程式為：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ?mol^-1，恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，為保持恒壓，體積增大，壓強減小，平衡逆向進行；
故答案為：93kJ/mol；向左；
②分析圖象，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，氨氣濃度減小，平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小，K_A＞K_B，故答案為：＞；
③氨氣溶于水得到氨水．在25°C下，將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液中顯中性，根據(jù)電荷守恒：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），現(xiàn)已知c（H⁺）=c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=c（Cl^-），c（OH^-）=10^-7mol?L^-1，c（NH₄⁺）=

b

2

 mol?L^-1，c（NH₃?H₂O）=

1

2

（a-b） mol?L^-1，Kb（NH₃?H₂O）=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3?H2O)

=

10-7b

a-b

，
故答案為：=，

10-7b

a-b

；
（2）①在某溫度時，SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）△H＜0，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.75，若在此溫度下，向100L的恒容密閉容器中，充入3mol SO₂、4mol O₂和4mol SO₃，Qc=

4mol 100L

3mol 100L ×( 4mol 100L ) 1 2

=6.67＞Kc=0.75，平衡逆向移動，正反應(yīng)速率小于逆反應(yīng)速率；
故答案為：＜；
②a、保持溫度和容器體積不變，O₂的濃度增大，平衡正向移動，SO₂的濃度減小，故a正確；    
b、保持溫度和容器內(nèi)壓強不變，充入2.0mol He，為保持壓強不變，體積增大，新的平衡與原平衡相比，平衡逆向進行，但體積增大為主，SO₂的濃度減小，故b正確；
c、降低溫度，平衡向放熱的方向移動，而正反應(yīng)為放熱，所以平衡正向移動，SO₂的濃度減小，故c正確；
d、移動活塞壓縮氣體，SO₂的濃度瞬間增大，之后平衡向氣體體積減少的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，SO₂的濃度減小，再次到達平衡時SO₂的濃度仍比原來大，所以d錯誤．
故答案為：abc；
③由硫酸可制得硫酸鹽．在一定溫度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，當兩種沉淀共存時，

c(C O 2- 3 )

c(S O 2- 4 )

═

Ksp(BaCO3)

Ksp(BaSO4)

=

5.2×10-9

1.3×10-10

=40；
故答案為：40；

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式能量變化與化學(xué)鍵能過程分析，平衡常數(shù)、電離平衡常數(shù)計算和影響因素分析判斷，化學(xué)平衡移動原理和溶度積常數(shù)計算應(yīng)用是解題關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度較大．