Question

研究化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)于生產(chǎn)、生活及環(huán)境保護(hù)具有重要意義．
（I）工業(yè)制硫酸的過程中存在反應(yīng)：2SO₂（g）+O₂?2SO₃（g）．T_0℃時(shí)，將2mol SO₂和1.5mol O₂充入2L密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，容器中SO₂的物質(zhì)的量隨溫 度變化的曲線如圖所示．
①圖中a點(diǎn)的正反應(yīng)速率

 

 （填寫“＞”“＜”或“=”）逆反應(yīng)速率．
②下列條件可以證明上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

 （填寫序號(hào)）．
a，單位時(shí)間內(nèi)消耗1molO₂，同時(shí)生成2molS0₃
b．容器內(nèi)S0₂、O₂、SO₃的濃度之比為2：1：2
C．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
d．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
③T_1℃時(shí)，上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=

 

．
（2）碳酸銨是一種常用的銨態(tài)氮肥，其水溶液顯堿性，其原因是

 

溶液中離子濃度關(guān)系為c（NH₄⁺）+c（H⁺）=

 

．
（3）治理水體重金屬離子污染時(shí)，首先投入沉淀劑將重金屬離子轉(zhuǎn)化為難溶懸浮物，然后再投入氯化鋁將污水中的懸浮物除去，從而凈化水體，氯化鋁的作用是

 

（用離子方程式表示）．

Answer 1

分析：（I）①先根據(jù)圖象判斷反應(yīng)方向，反應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)，哪個(gè)方向的反應(yīng)速率就大；
②當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，解題時(shí)要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化，當(dāng)該物理量由變化到定值時(shí)，說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)；
③先計(jì)算T_1℃時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)K=

c2(SO3)

C2(SO2)．C(O2)

計(jì)算；
（2）根據(jù)溶液的酸堿性確定離子的水解程度，再根據(jù)電荷守恒確定離子濃度關(guān)系；
（3）氯化鋁易水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性，所以能凈水．

解答：解：（I）①根據(jù)圖象知，a點(diǎn)后繼續(xù)升高溫度，二氧化硫的量逐漸減少，則反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)向哪個(gè)方向移動(dòng)，哪個(gè)方向的反應(yīng)速率就大，所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故答案為：＞；
②a．無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，單位時(shí)間內(nèi)消耗1molO₂，同時(shí)生成2molS0₃，所以不能確定該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
b．容器內(nèi)S0₂、O₂、SO₃的濃度之比為2：1：2時(shí)，該反應(yīng)可能達(dá)到平衡狀態(tài)，也可能沒達(dá)到平衡狀態(tài)，這與反應(yīng)物的初始濃度、轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；
C．該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的含量不變，則容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，所以能平衡該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
d．該反應(yīng)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，總物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變，所以能判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；
故選cd；
③根據(jù)圖象知，T_1℃時(shí)，二氧化硫還屬于1mol，則參加反應(yīng)的n（SO₂）=（2-1）mol=1mol，則參加反應(yīng)的n（O₂）等于參加反應(yīng)的n（SO₂）的一半為0.5mol，所以c（O₂）=

(1.5-0.5)mol

2L

=0.5mol/L，C（SO₂）=

1mol

2L

=0.5mol/L，生成三氧化硫的量和參加反應(yīng)的二氧化硫的量相同，即為1mol，所以C（SO₃）=

1mol

2L

=0.5mol/L，平衡常數(shù)K=

c2(SO3)

C2(SO2)．C(O2)

=

(0.5mol/L)2

(0.5mol/L)2．(0.5mol/L)

=2L/mol，故答案為：2L/mol；
（2）碳酸銨是弱酸弱堿鹽，碳酸根離子和銨根離子都能水解，碳酸銨水溶液呈堿性，則說明碳酸根離子水解程度大于銨根離子，溶液呈電中性，則溶液中陰陽離子所帶電荷相等，所以根據(jù)電荷守恒得，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃ ^2- ）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），故答案為：碳酸根離子水解程度大于銨根離子，c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（CO₃ ^2- ）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
（3）氯化鋁是強(qiáng)酸弱堿鹽，鋁離子易水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有吸附性，能吸附水中懸浮物，所以能凈水，鋁離子的水解反應(yīng)方程式為：Al ³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺，故答案為：Al ³⁺+3H₂O?Al（OH）₃（膠體）+3H⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題較綜合，涉及鹽類水解、平衡常數(shù)的計(jì)算、平衡狀態(tài)的判斷等知識(shí)點(diǎn)，注意平衡狀態(tài)判斷中所選取的量必須是變量（在反應(yīng)前后），為易錯(cuò)點(diǎn)．