16.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(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系如圖1所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài)).
根據(jù)圖1示回答下列問題:
①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)的△H< 。ㄌ睢埃尽被颉埃肌保;
若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,平衡向左移動(填“向左”、“向右”或“不”);
②若溫度為T1、T2,反應的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1>K2
反應進行到狀態(tài)D時,V>v(填“>”、“<”或“=)
(2)1000℃時,硫酸鈉與氫氣發(fā)生下列反應:Na2SO4(s)+4H2(g)?Na2S(s)+4H2O(g).
①該反應的平衡常數(shù)表達式為$\frac{{c}^{4}({H}_{2}O)}{{c}^{4}({H}_{2})}$.
已知K1000℃<K1200℃,則該反應是吸熱反應(填“吸熱”或“放熱”).
②用有關離子方程式說明上述反應所得固體產(chǎn)物的水溶液的酸堿性S2-+H2O?HS-+OH-,所以水溶液呈堿性
(3)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下是N2和H2反應生成1molNH3過程中能量變化示意圖,請寫出工業(yè)合成氨的熱化學反應方程式N2 (g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=2(Q1-Q2) kJ•mol-1
(△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)表達式$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$.

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,反應混合物各組分的濃度降低,等效為降低壓強,壓強降低平衡向體積增大方向移動;
②D狀態(tài)未達平衡,混合體系中SO3的百分含量小于平衡時的,反應向正反應進行;
(2)①依據(jù)平衡常數(shù)概念寫出表達式,溫度升高平衡常數(shù)增大,說明反應是吸熱反應;
②硫化鈉溶于水,硫離子水解顯堿性,寫出S2-水解方程式;
(3)①由圖2求出N2和H2反應生成1molNH3的反應熱,再根據(jù)熱化學反應方程式的書寫解答;
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=$\frac{c(N{H}_{4}^{+})×c(O{H}^{-})}{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$計算.

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,說明升高溫度平衡向逆反應進行,即向左移動,升高溫度向吸熱反應方向移動,即該反應正反應為放熱反應;恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣,體積應增大,反應混合物各組分的濃度降低,等效為降低壓強,壓強降低平衡向體積增大方向移動,即向左移動.
故答案為:<;向左;
②溫度升高,平衡向吸熱方向移動,即向逆反應移動,K值減小,K1>K2,D狀態(tài)未達平衡,混合體系中SO3的百分含量小于平衡時的,反應向正反應進行,所以V>V
故答案為:>;>;
(2)①Na2SO4(s)+4H2(g)?Na2S(s)+4H2O(g),依據(jù)反應寫出平衡常數(shù)K=$\frac{{c}^{4}({H}_{2}O)}{{c}^{4}({H}_{2})}$,已知K1000℃<K1200℃,溫度升高平衡常數(shù)增大,則該反應是吸熱反應,
故答案為:$\frac{{c}^{4}({H}_{2}O)}{{c}^{4}({H}_{2})}$;吸熱;
②硫化鈉溶于水溶液呈堿性,是因為硫離子水解的原因,反應的離子方程式為:S2-+H2O?HS-+OH-,故答為:S2-+H2O?HS-+OH-,所以水溶液呈堿性;
(3)①由圖可知,N2和H2反應生成1molNH3放出的熱量為(Q1-Q2)kJ,該反應的熱化學反應方程式為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,反應后溶液顯中性,溶液中c(OH-)=1×10-7mol/L,
溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=$\frac{2}$mol/L,混合后反應前c(NH3•H2O)=$\frac{a}{2}$mol/L,則反應后c(NH3•H2O)=($\frac{a}{2}$-$\frac{2}$)mol/L,
則K=$\frac{c(N{H}_{4}^{+})×c(O{H}^{-})}{c(N{H}_{3}•{H}_{2}O)}$=$\frac{\frac{2}×1{0}^{-7}}{\frac{a}{2}-\frac{2}}$=$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$,
故答案為:=;$\frac{b×1{0}^{-7}}{a-b}$.

點評 本題綜合性較大,涉及平衡移動、電解質溶液有關計算、鹽類水解和熱化學方程式等,難度中等,是對學生綜合能力的考查,有一定的難度.

練習冊系列答案
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6.如圖是一套實驗室制氣裝置,用于發(fā)生、干燥、收集和吸收有毒氣體.下列各組物質能利用這套裝置進行實驗的是( 。
A.MnO2和濃鹽酸B.Na2SO3(s)和濃H2SO4
C.鐵片和濃鹽酸D.電石和水

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7.分子式為C5H10O3的有機物,在一定條件下能發(fā)生如下反應:
①在濃硫酸存在下,能分別與CH3CH2OH或CH3COOH反應;
②在一定溫度及濃硫酸存在下,能生成一種使溴水褪色的物質;
③在一定溫度及濃硫酸存在下,能生成一種分式為C5H8O2的五元環(huán)狀化合物.
則C5H10O3的結構簡式為 (  )
A.HOCH2CH2COOCH2CH3B.HOCH2CH2CH2CH2COOH
C.CH3CH2CH(OH)CH2COOHD.CH3CH(OH)CH2CH2COOH

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4.設阿伏加德羅常數(shù)為NA,下列說法中正確的是(  )
A.標準狀況下,2.24L水含有0.1NA個水分子
B.0.3molSO2中含有的氧原子數(shù)為0.3NA
C.標準狀況下,22.4L氖氣含有2NA個原子
D.1L 0.1mol/LMgCl2溶液中含Cl-數(shù)為0.2NA

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11.下列營養(yǎng)物質在人體內(nèi)發(fā)生的變化及其對人的生命活動所起的作用敘述中,不正確的是( 。
A.纖維素$\stackrel{水解}{→}$葡萄糖$\stackrel{氧化}{→}$CO2和H2O(釋放能量維持生命活動)
B.淀粉$\stackrel{水解}{→}$葡萄糖$\stackrel{氧化}{→}$CO2和H2O(釋放能量維持生命活動)
C.蛋白質$\stackrel{水解}{→}$氨基酸$\stackrel{合成}{→}$人體所需的蛋白質(人體生長發(fā)育)
D.油脂$\stackrel{水解}{→}$甘油和高級脂肪酸$\stackrel{氧化}{→}$CO2和H2O(釋放能量維持生命活動)

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1.二甲醚是一種重要的化工原料,利用水煤氣(CO、H2)合成二甲醚是工業(yè)上的常用方法,該方法由以下幾步組成:
2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g)△H=-90.0kJ•mol-1             ①
2CH3OH(g?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-24.5kJ•mol-1      ②
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.1kJ•mol-1          ③
(1)反應①的△S<0(填“>”、“<”或“=”).在較高(填“較高”或“較低”)溫度下該反應自發(fā)進行.
(2)在250℃的恒容密閉容器中,下列事實可以作為反應③已達平衡的是BC(填選項字母).
A.容器內(nèi)氣體密度保持不變       B.CO與CO2的物質的量之比保持不變
C.H2O與CO2的生成速率之比為1:1     D.該反應的平衡常數(shù)保持不變
(3)當合成氣中CO與H2的物質的量之比恒定時,溫度、壓強對CO轉化率的影響如圖1所示.圖1中A點的v(逆)<B點的v(正)(填“>”、“<”或“=”),說明理由B點對應的溫度和壓強都比A點高,溫度升高,或壓強增大,都會加快反應速率.實際工業(yè)生產(chǎn)中該合成反應的條件為500℃、4MPa請回答采用500℃的可能原因500℃時一氧化碳轉化率較大,反應速率也較快.若溫度過高,一氧化碳轉化率降低,若溫度過低,反應速率太慢.

(4)一定溫度下,密閉容器中發(fā)生反應③,水蒸氣的轉化率與n(H2O)∕n(CO)的關系如圖2:計算該溫度下反應③的平衡常數(shù)K=1.在圖2中作出一氧化碳的轉化率與n(H2O)∕n(CO)的曲線.

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8.有機物M的結構如圖所示.關于M的描述正確的是( 。
A.分子式為C8H6O6
B.能發(fā)生中和、取代、消去、氧化、加成反應
C.1molM與溴水發(fā)生反應的產(chǎn)物可能有3種
D.1molM與足量氫氧化鈉溶液反應,消耗4molNaOH

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5.下列說法不正確的是( 。
A.同系物的化學性質相似
B.甲烷、乙烷互為同系物
C.分子式相同,結構不同的化合物互稱為同分異構體
D.同分異構體之間的轉化屬于物理變化

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6.下列敘述中正確的是( 。
A.1.8 g的NH4+中含有的電子數(shù)為0.1×6.02×1023
B.常溫常壓下,11.2 L氯氣所含的原子數(shù)為6.02×1023
C.常溫常壓下,18 g H2O含有的原子數(shù)為3×6.02×1023
D.5.6 g金屬鐵變?yōu)殡x子時失去的電子數(shù)為0.2×6.02×1023

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