Question

3．（1）工業(yè)上可以利用反應(yīng)I所示原理降低污染氣體的排放，并回收燃煤痼氣中的硫．
已知：反應(yīng)I：2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（l）△H₁
反應(yīng)Ⅱ：2CO₂（g）?2CO（g）+O₂（g）△H₂=+566.0kJ•mol^-1
反應(yīng)Ⅲ：S（l）+O₂（g）?SO₂（g）△H₃=-296.0kJ•mol^-1
則△H₁=-270kJ?mol^-1．
（2）把0.6mol X氣體和0.4mol Y氣體混合于2L容器中，發(fā)生反應(yīng)3X（g）+Y（g）?nZ（g）+2W（g），5min末生成0.2mol W，若測知以Z的濃度變化來表示平均速率為0.01mol/（L•min），則上述反應(yīng)中Z氣體的計量系數(shù)n=1．
（3）CO和H₂可以通過反應(yīng)C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂ （g） 制�。�在恒溫恒容下，若從反應(yīng)物出發(fā)建立平衡，能說明該反應(yīng)已達到平衡的是AC．
A．體系壓強不再變化
B．CO與H₂的物質(zhì)的量之比為1：1
C．混合氣體的密度保持不變
D．每消耗1mol H₂O（g）的同時生成1mol H₂
（4）氯化銨的水溶液顯弱酸性，其原因為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用離子方程式表示），若加入少量的明礬，溶液中的NH₄⁺的濃度增大（填“增大”或“減小”或“不變”）．
（5）為更好地表示溶液的酸堿性，科學(xué)家提出了酸度（AG）的概念，AG=lg$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$，常溫下0.1　mol•L^-1鹽酸溶液的AG=12．
（6）有人以可溶性碳酸鹽為溶浸劑，則溶浸過程中會發(fā)生：CaSO₄（s）+CO${\;}_{3}^{2-}$?CaCO₃（s）+SO${\;}_{4}^{2-}$
已知298K時，K_sp（CaCO₃）=2.80×10^-9，K_sp（CaSO₄）=4.90×10^-5，
求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.75×10⁴．（計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)Ⅱ：2CO₂（g）?2CO（g）+O₂（g）△H₂=+566.0kJ•mol^-1
反應(yīng)Ⅲ：S（l）+O₂（g）?SO₂（g）△H₃=-296.0kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，-Ⅱ-Ⅲ得到反應(yīng)I：2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（l）；
（2）5min末生成0.2mol W，v（W）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{5min}$=0.01mol/（L•min），若測知以Z的濃度變化來表示平均速率為0.01mol/（L•min），速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比；
（3）結(jié)合平衡的特征“等、定”判定平衡狀態(tài)；
（4）銨根離子水解顯酸性，明礬溶于水后鋁離子水解顯酸性，抑制銨根離子水解；
（5）常溫下0.1　mol•L^-1鹽酸溶液的AG=lg$\frac{0.1}{1{0}^{-13}}$；
（6）此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（S{O}_{4}{\;}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{Ksp（CaS{O}_{4}）}{Ksp（CaC{O}_{3}）}$．

解答 解：（1）反應(yīng)Ⅱ：2CO₂（g）?2CO（g）+O₂（g）△H₂=+566.0kJ•mol^-1
反應(yīng)Ⅲ：S（l）+O₂（g）?SO₂（g）△H₃=-296.0kJ•mol^-1
由蓋斯定律可知，-Ⅱ-Ⅲ得到反應(yīng)I：2CO（g）+SO₂（g）?2CO₂（g）+S（l），△H₁=-（+566.0kJ•mol^-1）-（-296.0kJ•mol^-1）=-270kJ?mol^-1，
故答案為：-270kJ?mol^-1；
（2）5min末生成0.2mol W，v（W）=$\frac{\frac{0.2mol}{2L}}{5min}$=0.01mol/（L•min），若測知以Z的濃度變化來表示平均速率為0.01mol/（L•min），速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，W、Z的速率相同，則n=1，
故答案為：1；
（3）A．C為固體，氣體的物質(zhì)的量為變量，則體系壓強不再變化，為平衡狀態(tài)，故A選；
B．CO與H₂的物質(zhì)的量之比為1：1，不能判定平衡，故B不選；
C．C為固體，氣體的質(zhì)量為變量，混合氣體的密度保持不變，為平衡狀態(tài)，故C選；
D．每消耗1mol H₂O（g）的同時生成1mol H₂，只體現(xiàn)正反應(yīng)速率，不能判斷平衡狀態(tài)，故D不選；
故答案為：AC；
（4）氯化銨的水溶液顯弱酸性，其原因為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，明礬溶于水后鋁離子水解顯酸性，抑制銨根離子水解，溶液中的NH₄⁺的濃度增大，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；增大；
（5）常溫下0.1　mol•L^-1鹽酸溶液中，c（H⁺）=0.1mol/L，c（OH^-）=$\frac{Kw}{0.1}$，AG=lg$\frac{0.1}{1{0}^{-13}}$=12，故答案為：12；
（6）此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（S{O}_{4}{\;}^{2-}）}{c（C{{O}_{3}}^{2-}）}$=$\frac{Ksp（CaS{O}_{4}）}{Ksp（CaC{O}_{3}）}$=$\frac{4.90×1{0}^{-5}}{2.80×1{0}^{-9}}$=1.75×10⁴，故答案為：1.75×10⁴．

點評 本題考查較綜合，涉及蓋斯定律應(yīng)用、速率計算、K計算及平衡判定、鹽類水解等，為高頻考點，把握化學(xué)反應(yīng)原理為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．