Question

（1）在容積為1L的密閉容器中合成氨的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0，其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表所示：

T/℃	200	300	400	500
K	K1	K2	0.5	K3

通過(guò)分析確定K₃

 

0.5（填“＞”、“＜”或“=”）．400℃，2NH₃（g）═N₂（g）+3H₂（g）的化學(xué)平衡常數(shù)為

 

；當(dāng)測(cè)得NH₃、N₂、H₂物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時(shí)，該反應(yīng)的v（N₂）_正

 

v（N₂）_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）工業(yè)上可以利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)金屬鈦，鈦白粉是利用TiO²⁺發(fā)生水解反應(yīng)生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，再煅燒制得的．寫(xiě)出TiO²⁺發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式

 

．
已知：①M(fèi)g（s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）△H=-641kJ/mol；②2Cl₂（g）+Ti（s）=TiCl₄（l）△H=-770kJ/mol，寫(xiě)出鎂與TiCl₄（l）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．
（3）家用水壺長(zhǎng)期使用后會(huì)形成很多水垢，某同學(xué)設(shè)想“把水垢中含有的CaSO₄先用Na₂CO₃溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO₃，而后用酸除去．”（常溫下Ksp（CaSO₄）：Ksp（CaCO₃）=1.4×10⁴）分析該同學(xué)的設(shè)想能否實(shí)現(xiàn)？

 

．若能實(shí)現(xiàn)，寫(xiě)出CaSO₄轉(zhuǎn)化為CaCO₃的離子方程式為

 

；如不能實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)述理由

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,鹽類(lèi)水解的原理,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專(zhuān)題,電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題,鹽類(lèi)的水解專(zhuān)題

分析：（1）對(duì)于放熱反應(yīng)溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，當(dāng)溫度不變，當(dāng)溫度不變，互為可逆反應(yīng)的K互為倒數(shù)，據(jù)Qc和Kc之間的關(guān)系計(jì)算是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)；
（2）根據(jù)信息：TiO²⁺發(fā)生水解反應(yīng)生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀結(jié)合水解反應(yīng)的實(shí)質(zhì)來(lái)書(shū)寫(xiě)；根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變；
（3）根據(jù)沉淀會(huì)向著更難溶的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化來(lái)回答．

解答： 解：（1）該反應(yīng)是放熱的，對(duì)于放熱反應(yīng)升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)減小，所以K₃＜0.5，400℃時(shí)，N₂（ g）+3H₂（g）═2NH₃（g）的K=0.5，當(dāng)溫度不變，互為可逆反應(yīng)的K為倒數(shù)，所以400℃，2NH₃（g）═N₂（g）+3H₂（g）的化學(xué)平衡常數(shù)為2，當(dāng)測(cè)得NH₃、N₂、H₂物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時(shí)，此時(shí)Qc=

22

1×23

=0.5=K，達(dá)到平衡狀態(tài)，v（N₂）_正=v（N₂）_逆，故答案為：＜；2；=；
（2）TiO²⁺發(fā)生水解反應(yīng)生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，即TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺，已知：①M(fèi)g（s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）△H=-641kJ/mol；②2Cl₂（g）+Ti（s）=TiCl₄（l）△H=-770kJ/mol，①×2-②即可得到反應(yīng)是Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s），所以反應(yīng)的焓變△H=2×（-641kJ/mol）-（-770kJ/mol）=-512kJ/mol，故答案為：TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol；
（3）因?yàn)镵sp（CaSO₄）：Ksp（CaCO₃）=1.4×10⁴，即碳酸鈣更難溶，沉淀會(huì)向著更難溶的物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，所以硫酸鈣向著碳酸鈣的轉(zhuǎn)化可以實(shí)現(xiàn)，即CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），故答案為：能實(shí)現(xiàn)；CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生利用蓋斯定律計(jì)算化學(xué)焓變以及化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的計(jì)算、沉淀轉(zhuǎn)化等方面的綜合知識(shí)，難度大．