Question

5．科学研究、工业生产和日常生活都离不开物质的制备．
（一）N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注．一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
（1）反应达到平衡后，若再通入一定量氮气，则N₂O₅的转化率将减小（填“增大”、“减小”、“不变”）．
（2）表为反应在T温度下的部分实验数据：

t/s	0	500	1000
c（N2O5）/mol•L-1	5.00	3.50	2.50

则，500s内N₂O₅的分解速率为0.003mol•L^-1•s^-1；
（3）在T₂温度下，反应1000s时测得N₂O₅的浓度为3.00mol•L^-1．则T₂＜T₁．（填“＞”“=”或“＜”）
（二）工业上用重晶石（主要成分为BaSO₄）制备BaCl₂
（1）步骤①中BaSO₄与碳在高温下反应，每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的热量，此反应的热化学方程式为BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，当两种沉淀共存时，$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=2.7×10^-3；[K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）若NaOH溶液吸收H₂S气体生成等物质的量的Na₂S和NaHS，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （一）（1）反应达平衡后，再通入一定量N₂O₅，等效为增大压强，平衡逆向移动；
（2）根据v=$\frac{△c}{△t}$计算v（N₂O₅）；
（3）若T₂温度高，反应速率快，未到达平衡时，相同时间内N₂O₅的浓度减小更大，正反应为吸热反应，到达平衡时温度升高，平衡正向移动，N₂O₅的浓度会减小．而在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol•L^-1，则此时N₂O₅的浓度为5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L^-1=2.51mol/L，高于在T₁温度下1000s时测得N₂O₅的浓度，说明T₂温度下反应速率较慢；
（二）（1）先写出方程式，再根据物质的量之比等于热量比求出反应热；
（2）当两种沉淀共存时，溶液是AgCl和AgBr的饱和溶液，溶液中 $\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$，依此计算；
（3）Na₂S和NaHS的混合溶液显碱性，NaHS以水解为主，据此判断．

解答 解：（一）（1）反应达平衡后，再通入一定量N₂O₅，等效为增大压强，平衡逆向移动，N₂O₅的转化率减小，
故答案为：减小；
（2）由表中数据可知，500s内N₂O₅的浓度变化量为5mol/L-3.5mol/L=1.5mol/L，故N₂O₅的分解速率为$\frac{1.5mol/L}{500s}$=0.003mol•L^-1•s^-1，
故答案为：0.003mol•L^-1•s^-1；
（3）若T₂温度高，反应速率快，未到达平衡时，相同时间内N₂O₅的浓度减小更大，正反应为吸热反应，到达平衡时温度升高，平衡正向移动，N₂O₅的浓度会减小．而在T₂温度下，反应1000s时测得NO₂的浓度为4.98mol•L^-1，则此时N₂O₅的浓度为5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L^-1=2.51mol/L，高于在T₁温度下1000s时测得N₂O₅的浓度，说明T₂温度下反应速率较慢，故温度T₂＜T₁，
故答案为：＜；
（二）（1）BaSO₄与碳在高温下反应的方程式为：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s），每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的热量，所以△H=+571.2kJ/mol，此反应的热化学方程为：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol，
故答案为：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）当两种沉淀共存时，溶液中Ag⁺离子浓度相同，根据溶度积常数计算，c（Br^-）=$\frac{Ksp（AgBr）}{c（A{g}^{+}）}$，c（Cl^-）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，
则$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{5.4×1{0}^{-13}}{2.0×1{0}^{-10}}$=2.7×10^-3，
故答案为：2.7×10^-3；
（3）Na₂S和NaHS的混合溶液显碱性即c（OH^-）＞c（H⁺），NaHS以水解为主，则c（HS^-）＞c（S^2-），
所以溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评 本题为拼合型，涉及化学反应速率计算、化学平衡移动与计算、平衡常数的计算与运用、电解原理等知识点，计算量较大，是对学生心理素质的考验，题目难度中等，注意掌握平衡常数在化学平衡计算的运用．