Question

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），混合体系中SO3的质量分数和温度的关系如图1所示（曲线上任何一点都表示平衡状态）．根据图示回答下列问题：①2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）的△H______0（选填“＞”或“＜”）；若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡______移动（选填“向左”、“向右”或“不”）；②若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1______K2；若反应进行到状态D时，v正______v逆（选填“＞”、“＜”或“=”）．（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．①图2是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1mol NH3过程中能量变化示意图，请写出合成氨的热化学反应方程式：______、______．（△H的数值用含字母a、b的代数式表示，不必注明反应条件）②氨气溶于水得到氨水．在25℃下，将xmol?L-1的氨水与ymol?L-1的盐酸等体积混合，所得溶液呈中性．则x______y，所得溶液中c（NH4+）______C（Cl-）（选填“＞”、“＜”或“=”）；用含x和y的代数式表示出一水合氨的电离平衡常数______．（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态存在．在25℃下，向0.1mol?L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol?L-1硝酸银溶液，有白色沉淀生成，向反应后的浊液中，继续加入0.1mol?L-1的NaI溶液，看到的现象是______，产生该现象的原因是（用离子方程式表示）______．（已知25℃时Ksp[AgCl]=1.0×10-10 mol2?L-2，Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2?L-2）

Answer 1

（1）①该反应是一个气体体积减小的反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，升高温度时，SO₃（g）的含量降低，说明平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，
△H＜0；若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，该反应体系的压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，所以平衡向左移动．
故答案为：＜；向左；
  ②该反应是一个放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以生成物的浓度减小，反应物的浓度增大，平衡常数减小，所以K₁＞K₂；D状态相对于A状态，三氧化硫的含量较小，要使该反应达到平衡状态，该反应必须向正反应方向移动，所以正反应速率大于逆反应速率．
故答案为：＞；＞；
（2）①氮气和氢气反应生成氨气，反应热=反应物吸收的能量-生成物放出的能量，所以该反应的热化学反应方程式为：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=2（a-b）kJ?mol^-1；
故答案为：N₂（g）+3H₂（g） 2NH₃（g）；△H=2（a-b）kJ?mol^-1；
②氯化铵是强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，若要使将xmol?L^-1的氨水与ymol?L^-1的盐酸等体积混合，所得溶液呈中性，应使氨水稍过量，所以x＞y；该溶液中阴阳离子所带电荷相等，溶液呈中性，所以氢离子和氢氧根离子的浓度相等，故c（NH₄⁺）=C（Cl^-）．
该溶液呈中性，所以C（H⁺）=C（OH^-）=10^-7mol?L^-1；c（NH₄⁺）=C（Cl^-）=0.5ymol/L，再根据物料守恒知，c（NH₄⁺）+C（NH₃．H₂O）=0.5xmol/L，所以平衡常数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，
故答案为：＞；=； 

10?7y

x?y

mol/L；
 （3）K_sp[AgCl]=1.0×10^-1 mol²?L^-2 ，所以生成氯化银沉淀所需的银离子的浓度为

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，所以生成碘化银 沉淀所需的银离子的浓度为

KSP

C(I?)

＝

1.5×10?16mol2/L2

0.1mol/L

=1.5×10^-15mol/L，所以氯化银会转化为碘化银，看到的现象为：白色沉淀转化为黄色沉淀，方程式为AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．
故答案为：白色沉淀转化为黄色沉淀；AgCl（s）+I^-（aq）=AgI（s）+Cl^-（aq）．