Question

运用化学反应原理研究部分单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）氨是氮循环过程中的重要物质，是氮肥工业的重要原料．氨的合成是目前普遍使用的人工固氮方法：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）．请回答
①已知：H-H键能为436kJ/mol，N-N键能为945kJ/mol，N一H键能为391kJ/mol．由键能计算消耗1molN₂时的△H=

 

．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（填“向左”、“向右”或“不”）；
②如图中：当温度由T₁变化到T₂时，K_A

 

K_B（填“＞”、“＜”或“=”）． 
③氨气溶于水得到氨水．在25°C下，将a mol?L^-1的氨水与b mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液中显中性，则c（NH₄⁺）

 

c（Cl^-）（填“＞”、“＜”或“=”）；用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数表达式

 

．
（2）硫酸生产中，SO₂催化氧化生成SO₃：SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）△H＜0，是工业上生产硫酸的关键步骤．
①在某温度时，该反应的平衡常数K=0.75，若在此温度下，向100L的恒容密闭容器中，充入3mol SO₂、4mol O₂和4mol SO₃，则反应开始时正反应速率

 

逆反应速率（填“＜”、“＞”或“=”）．
②在①中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO₂（g）平衡浓度比原来减小的是

 

．
a．保持温度和容器体积不变，充入1.0mol O₂
b．保持温度和容器内压强不变，充入2.0mol He
c．降低温度
d．在其他条件不变时，减小容器的容积
③由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，当两种沉淀共存时，

c(C O 2- 3 )

c(S O 2- 4 )

=

 

．[已知该温度时，Ksp（BaSO₄）=1.3×10^-10，Ksp（BaCO₃）=5.2×10^-9]．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,有关反应热的计算,化学平衡的影响因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：化学反应中的能量变化,化学平衡专题,电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）①反应物的总键能-生成物的总键能=反应热，据此计算该反应的反应热，根据热化学方程式的书写原则进行书写．恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，为保持恒压，体积增大，压强减小，平衡逆向进行；
②分析图象，反应为放热反应，温度升高，氨气浓度减小，平衡逆向进行，平衡常数减小；
③根据电荷守恒：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），现已知c（H⁺）=c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=c（Cl^-）； Kb（NH₃?H₂O）=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3?H2O)

，c（OH^-）=10^-7mol?L^-1，c（NH₄⁺）=

b

2

 mol?L^-1，c（NH₃?H₂O）=

1

2

（a-b） mol?L^-1；
（2）①计算浓度商Qc=

4mol 100L

3mol 100L ×( 4mol 100L ) 1 2

=6.67＞Kc=0.75，平衡逆向移动；
②增大容器体积或体积不变平衡正向移动会使SO₂浓度减小；
③BaSO₄和BaCO₃两种沉淀共存时，

c(C O 2- 3 )

c(S O 2- 4 )

═

Ksp(BaCO3)

Ksp(BaSO4)

；

解答： 解：（1）①反应N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）的反应热△H=945kJ?mol^-1+3×436kJ?mol^-1-2×3×391kJ?mol^-1=-93kJ?mol^-1，故热化学方程式为：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-93kJ?mol^-1，恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，为保持恒压，体积增大，压强减小，平衡逆向进行；
故答案为：93kJ/mol；向左；
②分析图象，反应为放热反应，温度升高，氨气浓度减小，平衡逆向进行，平衡常数减小，K_A＞K_B，故答案为：＞；
③氨气溶于水得到氨水．在25°C下，将a mol?L^-1的氨水与b mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液中显中性，根据电荷守恒：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），现已知c（H⁺）=c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=c（Cl^-），c（OH^-）=10^-7mol?L^-1，c（NH₄⁺）=

b

2

 mol?L^-1，c（NH₃?H₂O）=

1

2

（a-b） mol?L^-1，Kb（NH₃?H₂O）=

c(OH-)c(NH4+)

c(NH3?H2O)

=

10-7b

a-b

，
故答案为：=，

10-7b

a-b

；
（2）①在某温度时，SO₂（g）+

1

2

O₂（g）?SO₃（g）△H＜0，该反应的平衡常数K=0.75，若在此温度下，向100L的恒容密闭容器中，充入3mol SO₂、4mol O₂和4mol SO₃，Qc=

4mol 100L

3mol 100L ×( 4mol 100L ) 1 2

=6.67＞Kc=0.75，平衡逆向移动，正反应速率小于逆反应速率；
故答案为：＜；
②a、保持温度和容器体积不变，O₂的浓度增大，平衡正向移动，SO₂的浓度减小，故a正确；    
b、保持温度和容器内压强不变，充入2.0mol He，为保持压强不变，体积增大，新的平衡与原平衡相比，平衡逆向进行，但体积增大为主，SO₂的浓度减小，故b正确；
c、降低温度，平衡向放热的方向移动，而正反应为放热，所以平衡正向移动，SO₂的浓度减小，故c正确；
d、移动活塞压缩气体，SO₂的浓度瞬间增大，之后平衡向气体体积减少的方向移动，即向正反应方向移动，SO₂的浓度减小，再次到达平衡时SO₂的浓度仍比原来大，所以d错误．
故答案为：abc；
③由硫酸可制得硫酸盐．在一定温度下，向K₂SO₄溶液中滴加Na₂CO₃溶液和BaCl₂溶液，当两种沉淀共存时，

c(C O 2- 3 )

c(S O 2- 4 )

═

Ksp(BaCO3)

Ksp(BaSO4)

=

5.2×10-9

1.3×10-10

=40；
故答案为：40；

点评：本题考查了热化学方程式能量变化与化学键能过程分析，平衡常数、电离平衡常数计算和影响因素分析判断，化学平衡移动原理和溶度积常数计算应用是解题关键，掌握基础是关键，题目难度较大．