運用化學反應原理研究氮、硫等單質及其化合物的反應有重要意義（1）硫*生產過程中2SO2（g）+O2（g）⇌2S...

問題詳情：

運用化學反應原理研究氮、硫等單質及其化合物的反應有重要意義

（1）硫*生產過程中2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），平衡混合體系中  SO3的百分含量和溫度的關係如圖1所示，根據圖1回答下列問題：

①2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）的△H　　0（填“＞”或“＜”），

②一定條件下，將SO2與O2以體積比2：1置於一體積不變的密閉容器中發生以上反應，能說明該反應已達到平衡的是　．

a．體系的密度不發生變化                     b．SO2與SO3的體積比保持不變

c．體系中硫元素的質量百分含量不再變化       d．單位時間內轉移4mol 電子，同時消耗2mol SO3

e．容器內的氣體分子總數不再變化

（2）一定的條件下，合成氨反應為：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）．圖2表示在此反應過程中的能量的變化，圖3表示在2L的密閉容器中反應時N2的物質的量隨時間的變化曲線．圖4表示在其他條件不變的情況下，改變起始物*氣的物質的量對此反應平衡的影響．

①該反應的平衡常數表示式為　K=　，升高溫度，平衡常數　　（填“增大”或“減小”或“不變”）．

②由圖2資訊，計算0～10min內該反應的平均速率v（H2）=　　，從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，則n（N2）的變化曲線為　　（填“a”或“b”或“c”或“d”）．

③圖3a、b、c三點所處的平衡狀態中，反應物N2的轉化率最高的是　　點，溫度T1　　T2（填“＞”或“=”或“＜”）．

（3）若將等物質的量的SO2與NH3溶於水充分反應，所得溶液呈　　*，所得溶液中c（H+）﹣c（OH﹣）=　（填寫表示式）（已知：H2SO3：Ka1=1.7×10﹣2，Ka2=6.0×10﹣8，NH3•H2O：Kb=1.8×10﹣5）

【回答】

【考點】反應熱和焓變；化學平衡的影響因素；化學平衡狀態的判斷；化學平衡的計算．

【分析】（1）①由圖1知，溫度升高，SO3的百分含量降低，平衡逆向移動，逆向為吸熱反應，正反應為放熱反應，△H＜0；

②a．ρ=m/v，根據質量守恆定律，氣體質量不變，體積不變的密閉容器，體積又不變，密度一直保持不變，所以不能根據密度不變判斷已達到平衡狀態．未平衡時，SO2與SO3的體積比減小，平衡時不變．所以可以根據SO2與SO3的體積比保持不變判斷已達到平衡狀態．體系中硫元素的質量百分含量一直保持不變，所以不能根據體系中硫元素的質量百分含量不變判斷已達到平衡狀態．任何時候都有轉移4mol 電子，同時消耗2mol SO3，所以不能根據單位時間內轉移4mol 電子，同時消耗2mol SO3判斷已達到平衡狀態．未平衡時，容器內的氣體分子總數減小，平衡時不變，所以可以根據容器內的氣體分子總數不再變化，判斷已達到平衡狀態．

（2）①由平衡常數的概念直接得到N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常數表示式，由圖2知合成氨反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小；

②由圖3資訊知0～10min內該反應的平均速率v（N2）=0.015mol/（l•min），根據速率之比等於係數之比推知v（H2）=0.045mol/（l•min）．從11min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，壓強增大，平衡正向移動，N2物質的量減小；

③相同條件下，*氣的濃度越大，氮氣的轉化率越大．其他條件相同時，升高溫度，平衡逆向移動，NH3的含量降低，所以，由圖4知T1＜T2．

（3）將等物質的量的SO2與NH3溶於水充分反應，生成物為NH4HSO3，NH4+水解顯** HSO3﹣電離大於水解，也顯**，所以將等物質的量的SO2與NH3溶於水充分反應，所得溶液呈**，根據電荷守恆有c（NH4+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）可推斷c（H+）﹣c（OH﹣）=c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）﹣c（NH4+），由物料守恆式c（NH4+）+c（NH3•H2O）=c（SO32﹣）+c（H2SO3）+c（HSO3﹣）可推到另一*．

【解答】解：（1）①由圖1知，溫度升高，SO3的百分含量降低，平衡逆向移動，逆向為吸熱反應，正反應為放熱反應，△H＜0，

故*為：＜；

②a．ρ=m/v，根據質量守恆定律，氣體質量不變，體積不變的密閉容器，體積又不變，密度一直保持不變，所以不能根據密度不變判斷已達到平衡狀態，故a錯誤；

b．未平衡時，SO2與SO3的體積比減小，平衡時不變．所以可以根據SO2與SO3的體積比保持不變判斷已達到平衡狀態，故b正確．

c．體系中硫元素的質量百分含量一直保持不變，所以不能根據體系中硫元素的質量百分含量不變判斷已達到平衡狀態，故c錯誤．

d．任何時候都有轉移4mol 電子，同時消耗2mol SO3，所以不能根據單位時間內轉移4mol 電子，同時消耗2mol SO3判斷已達到平衡狀態，故d錯誤．

e．未平衡時，容器內的氣體分子總數減小，平衡時不變，所以可以根據容器內的氣體分子總數不再變化，判斷已達到平衡狀態，故e正確，

故選be；

（2）①由平衡常數的概念直接得到N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常數表示式為K=，由圖2知合成氨反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，平衡常數減小，

故*為：K=； 減小；

②由圖3資訊知0～10min內該反應的平均速率v（N2）=0.015mol/（l•min），根據速率之比等於係數之比推知v（H2）=0.045mol/（l•min）．從11

min起其它條件不變，壓縮容器的體積為1L，壓強增大，平衡正向移動，N2物質的量減小，

故*為 0.045mol/（L•min）； d；

③相同條件下，*氣的濃度越大，氮氣的轉化率越大．其他條件相同時，升高溫度，平衡逆向移動，NH3的含量降低，所以，由圖4知T1＜T2，

故*為 c；＜；

（3）將等物質的量的SO2與NH3溶於水充分反應，生成物為NH4HSO3，NH4+水解顯** HSO3﹣電離大於水解，也顯**，所以將等物質的量的SO2與NH3溶於水充分反應，所得溶液呈**，根據電荷守恆有c（NH4+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）可推斷c（H+）﹣c（OH﹣）=c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）﹣c（NH4+），由物料守恆式c（NH4+）+c（NH3•H2O）=c（SO32﹣）+c（H2SO3）+c（HSO3﹣）可得c（H+）﹣c（OH﹣）=c（SO32﹣）+c（NH3•H2O）﹣c（H2SO3），

故*為：**；c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）﹣c（NH4+）或c（SO32﹣）+c（NH3•H2O）﹣c（H2SO3）．

知識點：化學平衡

題型：填空題