Question

运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义．
（1）SO₂虽然是大气污染物，但也是重要的化工原料，综合治理和应用SO₂会造福人类．例如，SO₂催化氧化生成SO₃是H₂SO₄生产中的关键反应之一．某温度下，将2.0mol SO₂和1.0molO₂置于10L密闭容器中，体系在不同压强下达到平衡时，SO₂的转化率（a）与体系压强（p）的关系如图1所示．
①若反应达平衡后，体系总压强为0.10MPa，该反应平衡常数等于

 

．
②若相同温度下缩小容器体积，使反应达平衡后，体系总压强为0.50MPa，此时容器体积约为

 

L．
（2）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用．
①如图2是一定的温度和压强下N₂和H₂反应生成lmolNH₃过程中能量变化示意图，请写出工业合成氨的热化学方程式：

 

（△H的数值用含字母Q₁、Q₂的代数式表示）．
②氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将a mol?L^-1的氨水与b
mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，则c（NH₄⁺）

 

c（Cl^-）（填“＞”、“＜”或“=“）；用含a和b的代数式表示出该混合溶液中氨水的电离平衡常数

 

．
（3）海水中含有大量的常量元素如氯．已知：AgCl+Cl^-=[AgCl₂]^-．如图3是某温度下AgCl在NaCl溶液中的溶解情况．
①由图知该温度下AgCl的溶度积常数为

 

．
②AgCl在NaCl溶液中的溶解出现如图所示情况（先变小后变大）的原因是：

 

．
③该温度下，AgCl若要在NaI溶液中开始转化为AgI，则NaI的浓度必须不低于

 

mol?L^-1[此温度时Ksp（AgI）=1.2×10^-16]．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,热化学方程式,弱电解质在水溶液中的电离平衡,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①根据图表可知平衡时SO₂的转换率为0.80，进而求出转化的SO₂的物质的量，列三段表示出平衡时各物质的物质的量情况，求出平衡浓度带入平衡表达式求算；
②温度不变平衡常数不变，来求体积；
（2）①由图2求出N₂和H₂反应生成1molNH₃的反应热，再根据热化学反应方程式的书写解答；
②将a mol?L^-1的氨水与b mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，根据电荷守恒，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根据K=

c(NH4+)×c(OH-)

c(NH3?H2O)

计算；
（3）①AgCl的溶度积常数Ksp=[Ag⁺][Cl^-]；
②根据化学平衡移动原理来回答；
③根据Ksp（AgCl）求出溶液中银离子的浓度，再AgI根据的溶度积常数，求出I^-浓度．

解答： 解：（1）①根据图表得转化的SO₂为：2mol×0.80=1.6mol
        2SO₂（g）+O₂（g）

MnO2 .

△

2SO₃（g）
n₀ （mol） 2.0   1.0           0
△n（mol） 1.6   0.8          1.6
n_平（mol） 0.4   0.2           1.6
容器体积为10L则各物质平衡浓度：C（SO₂）=0.04mol/L、C（O₂）=0.02mol/L、C（SO₃）=0.16mol/L，
K=

c2(SO3)

c2(SO2)?c(O2)

=800，
当体系总压强为0.50MPa时，转化的SO₂为：2mol×0.85=1.7mol
        2SO₂（g）+O₂（g）

MnO2 .

△

2SO₃（g）
n₀ （mol） 2.0    1.0           0
△n（mol） 1.7    

1.7

2

         1.7
n_平（mol） 0.3    0.15         1.7
而温度不平衡常数不变，设体积为V，则

( 1.7 V )2

( 0.3 V )2× 0.15 V

=800，解得V=3.74L
故答案为：800；3.74；
（2）①由图可知，N₂和H₂反应生成1molNH₃放出的热量为（Q₁-Q₂）kJ，该反应的热化学反应方程式为N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₁-Q₂）kJ?mol^-1，
故答案为：N₂ （g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂） kJ?mol^-1；
②溶液呈中性，c（H⁺）=c（OH^-），电荷守恒得：c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），所以c（NH₄⁺）=c（Cl^-），将a mol?L^-1的氨水与b mol?L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液显中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

b

2

mol/L，混合后反应前c（NH₃?H₂O）=

a

2

mol/L，则反应后c（NH₃?H₂O）=（

a

2

-

b

2

）mol/L，
则K=

c(NH4+)×c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

b 2 ×10-7

a 2 - b 2

=

b×10-7

a-b

，
故答案为：=；

b×10-7

a-b

；
（3）①AgCl的溶度积常数Ksp=[Ag⁺][Cl^-]=10^-9mol/L?10^-3mol/L=10^-12（mol/L）²，故答案为：10^-12；
②根据沉淀溶解平衡：AgCl=Cl^-+Ag+，将氯化银放在氯化钠中，Cl^-抑制了AgCl的溶解，但Cl^-浓度增大使AgCl形成络合物：AgCl+Cl^-═[AgCl₂]^-，
故答案为：Cl^-抑制了AgCl的溶解，但Cl^-浓度增大使AgCl形成络合物：AgCl+Cl^-═[AgCl₂]^-；
③已知Ksp（AgCl）=1×10^-12，则AgI饱和溶液中c（Ag⁺）=

10-12

=10^-6mol/L，所以若生成AgI，则c（I^-）=

Ksp(AgI)

c(Ag+)

=

1.2×10-16

10-6

=1.2×10^-10mol/L，
故答案为：1.2×10^-10．

点评：本题考查了热化学方程式书写，弱电解质电离平衡的计算应用，沉淀溶解平衡的分析判断，题目难度中等．