運(yùn)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的百分含量和溫度的關(guān)系如圖1所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài)).根據(jù)圖1示回答下列問(wèn)題:
①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△
 
(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
 
移動(dòng)(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;反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí),V
 
v(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如圖2是一定的溫度和壓強(qiáng)下是N2和H2反應(yīng)生成1molNH3過(guò)程中能量變化示意圖,請(qǐng)寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:
 
.(△H的數(shù)值用含字母Q1、Q2的代數(shù)式表示)
②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)式表示該混合溶液中一水合出氨的電離平衡常數(shù)表達(dá)式
 

(3)1000℃時(shí),硫酸鈉與氫氣發(fā)生下列反應(yīng):Na2SO4(s)+4H2(g)?Na2S(s)+4H2O(g).
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
 
.已知K1000℃<K1200℃,則該反應(yīng)是
 
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”).
②用有關(guān)離子方程式說(shuō)明上述反應(yīng)所得固體產(chǎn)物的水溶液的酸堿性
 

(4)25℃時(shí),已知NH4A溶液為中性,又知將HA溶液加到Na2CO3溶液中有氣體放出,試推斷(NH42CO3溶液的pH
 
7(填<、>、=);相同溫度下,等物質(zhì)的量濃度的下列鹽溶液按pH由大到小的排列順序?yàn)?div id="5okca5d" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 
.(填序號(hào))
a.NH4HCO3      b.NH4A       c.(NH42CO3       d.NH4Cl.
考點(diǎn):化學(xué)平衡的計(jì)算,熱化學(xué)方程式,鹽類水解的應(yīng)用,離子濃度大小的比較
專題:
分析:(1)①由圖可知,溫度越高,混合體系中SO3的百分含量越小,說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);
恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,體積應(yīng)增大,反應(yīng)混合物各組分的濃度降低,等效為降低壓強(qiáng),壓強(qiáng)降低平衡向體積增大方向移動(dòng);
②D狀態(tài)未達(dá)平衡,混合體系中SO3的百分含量小于平衡時(shí)的,反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行;
(2)①由圖2求出N2和H2反應(yīng)生成1molNH3的反應(yīng)熱,再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫解答;
②將a mol?L-1的氨水與b mol?L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液顯中性,根據(jù)電荷守恒,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,根據(jù)K=
c(NH 4 +)×c(OH -)
c(NH 3?H 2O)
計(jì)算;
(3)①依據(jù)平衡常數(shù)概念寫出表達(dá)式,溫度升高平衡常數(shù)增大,說(shuō)明反應(yīng)是吸熱反應(yīng);
②硫化鈉溶于水,硫離子水解顯堿性,寫出S2-水解方程式;
(4)根據(jù)題意知,HA的酸性比碳酸強(qiáng),NH4A溶液為中性,說(shuō)明銨根離子和該酸根離子水解程度相同,由此得知銨根離子水解程度小于碳酸根離子,所以(NH42CO3中溶液呈堿性.
根據(jù)銨根離子的水解程度判斷溶液酸堿性的大小,溶液濃度越稀,鹽的水解程度越大.
解答: 解:(1))①由圖可知,溫度越高,混合體系中SO3的百分含量越小,說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行,即向左移動(dòng),升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng),即該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng);恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,體積應(yīng)增大,反應(yīng)混合物各組分的濃度降低,等效為降低壓強(qiáng),壓強(qiáng)降低平衡向體積增大方向移動(dòng),即向左移動(dòng).
故答案為:<;向左;
②溫度升高,平衡向吸熱方向移動(dòng),即向逆反應(yīng)移動(dòng),K值減小,K1>K2,D狀態(tài)未達(dá)平衡,混合體系中SO3的百分含量小于平衡時(shí)的,反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行,所以V>V,
故答案為:>;>;
(2)①由圖可知,N2和H2反應(yīng)生成1molNH3放出的熱量為(Q1-Q2)kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-2(Q1-Q2)kJ?mol-1,
故答案為:N2 (g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=2(Q1-Q2) kJ?mol-1;
②溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),電荷守恒得:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(NH4+)=c(Cl-),將a mol?L-1的氨水與b mol?L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液顯中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,
溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=
b
2
mol/L,混合后反應(yīng)前c(NH3?H2O)=
a
2
mol/L,則反應(yīng)后c(NH3?H2O)=(
a
2
-
b
2
)mol/L,
則K=
c(NH 4 +)×c(OH -)
c(NH 3?H 2O)
=
b
2
×10 -7
a
2
-
b
2
=
b×10 -7
a-b
,
故答案為:=;
b×10 -7
a-b
;
(3)①Na2SO4(s)+4H2(g)?Na2S(s)+4H2O(g),依據(jù)反應(yīng)寫出平衡常數(shù)K=
C 4(H2O)
C 4(H 2)
,已知K1000℃<K1200℃,溫度升高平衡常數(shù)增大,則該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),
故答案為:
C 4(H2O)
C 4(H 2)
;吸熱;
②硫化鈉溶于水溶液呈堿性,是因?yàn)榱螂x子水解的原因,反應(yīng)的離子方程式為:S2-+H2O?HS-+OH-,故答為:S2-+H2O?HS-+OH-,所以水溶液呈堿性;
(4)將HA溶液加到Na2CO3溶液中有氣體放出,說(shuō)明HA的酸性比碳酸的強(qiáng),NH4A溶液為中性,說(shuō)明相同條件下,氨水和HA的電離程度相同,所以(NH42CO3中銨根離子的水解程度小于碳酸根離子的水解程度,所以溶液的pH>7;
NH4Cl是強(qiáng)酸弱堿鹽,銨根離子水解導(dǎo)致溶液呈酸性;
NH4A溶液中陰陽(yáng)離子的水解程度相等,所以溶液呈中性,溶液的pH值大于氯化銨;
NH4HCO3溶液中銨根離子的水解程度小于碳酸氫根離子的水解程度,溶液呈堿性,
(NH42CO3溶液中碳酸根的水解程度更大,pH值最大,
故答案為:>;c>a>b>d.
點(diǎn)評(píng):本題綜合性較大,涉及平衡移動(dòng)、電解質(zhì)溶液有關(guān)計(jì)算、鹽類水解等,難度中等,是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,(4)為易錯(cuò)點(diǎn),判斷HA與碳酸酸性強(qiáng)弱是關(guān)鍵.
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