Question

運用化學反應原理研究氮、硫、氯、碘等單質及其化合物的反應有重要意義
（1）硫酸生產中，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系如圖1所示（曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài)）．根據圖1回答下面問題，
2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的△H0

 

（填“＞”或“＜”）
若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通人氦氣，平衡

 

移動（填“向左”“向有”或“向下”）
（2）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有著重要作用，
①如圖2是一定的溫度和壓強下N₂和H₂反應生成lmolNH₃過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學方程式：

 

（△H的數值用含字母Q₁、Q₂的代數式表示）
②氨氣溶于水得到氨水，在25℃下，將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應后溶液顯中性，則c（NH₄⁺）

 

c（Cl^-）（填“＞”、“＜”或“=“）．
（3）已知溶液中：還原性HSO₃^-＞I^-，氧化性IO₃^-＞I₂＞SO₄^2-．在含3molNaHSO₃的溶液中逐滴加入KIO₃溶液，加入的KIO₃和析出的I₂的物質的量的關系曲線如圖3所示，試回答下列問題：
①寫出a點反應的離子方程式

 

；
②寫出b點到c點反應的離子方程式

 

．

Answer 1

考點：體積百分含量隨溫度、壓強變化曲線,反應熱和焓變

專題：化學平衡專題

分析：（1）由圖可知，溫度越高，混合體系中SO₃的百分含量越小，說明升高溫度平衡向逆反應進行，升高溫度向吸熱反應方向移動；
恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，體積應增大，壓強減��；
（2）①根據熱化學反應方程式的書寫規(guī)則書寫，書寫時注意表明物質的狀態(tài)，反應熱=反應物吸收的能量-生成物放出的能量，注意反應熱與反應方程式有關；
②溶液呈中性，結合電荷守恒判斷；
（3）還原性HSO^-₃＞I^-，所以首先是發(fā)生以下反應離子方程式：IO₃^-+3HSO₃^-═I^-+3SO₄^2-+3H⁺，繼續(xù)加入KIO₃，氧化性IO^-₃＞I₂，所以IO₃^-可以結合H⁺氧化I^-生成I₂，離子方程式是IO₃^-+6H⁺+5I^-═3H₂O+3I₂．

解答： 解：（1）升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，升高溫度時，SO₃（g）的含量降低，說明平衡向逆反應方向移動，所以正反應是放熱反應，故△H＜0；
恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，體積應增大，相當于降低壓強，平衡向體積增大方向移動，即向左移動；
故答案為：＜；向左；
（2）①由圖可知，N₂和H₂反應生成1molNH₃放出的熱量為（Q₂-Q₁）kJ，該反應的熱化學反應方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）；△H=-2（Q₂-Q₁）=2（Q₁-Q₂）kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂）kJ?mol^-1；
②電荷守恒：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），溶液呈中性，應有c（OH^-）=c（H⁺），則c（NH₄⁺）=c（Cl^-），故答案為：=；
（3）還原性HSO^-₃＞I^-，所以首先是發(fā)生以下反應離子方程式：IO₃^-+3HSO₃^-═I^-+3SO₄^2-+3H⁺，繼續(xù)加入KIO₃，氧化性IO^-₃＞I₂，所以IO₃^-可以結合H⁺氧化I^-生成I₂，離子方程式是IO₃^-+6H⁺+5I^-═3H₂O+3I₂，
故a點反應的離子方程式為：IO₃^-+3HSO₃^-═I^-+3SO₄^2-+3H⁺，b點到c點反應的離子方程式為：IO₃^-+6H⁺+5I^-═3H₂O+3I₂，
故答案為：①IO₃^-+3HSO₃^-═I^-+3SO₄^2-+3H⁺；②IO₃^-+6H⁺+5I^-═3H₂O+3I₂．

點評：本題考查外界條件對化學平衡的影響、熱化學方程式的書寫、離子濃度大小比較、離子方程式的有關知識等，難度較大．注意電荷守恒的應用，明確氧化性、還原性前后順序是解本題關鍵．