Question

I．制取三氧化硫反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2SO₂（g）十O₂（g）

加熱

催化劑

2SO₃（g）
（1）此反應(yīng)是工業(yè)上生產(chǎn)

 

的重要步驟．
（2）能夠說(shuō)明在恒溫恒容條件下，上述反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是

 

（填序號(hào)）．
a．每生成1mol SO₃的同時(shí)生成0.5mol O₂
b．容器中混合氣體的密度不變
c．SO₂、O₂、SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1：2
d．容器中氣體總壓強(qiáng)不變
（3）在400℃時(shí)，常壓下，容積為1.0L的密閉容器中充入1.00mol SO₂（g）和0.96mol O₂（g），充分反應(yīng)后，測(cè)得還有0.04mol SO₂剩余，并放出190.08KJ的熱量．
①根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)分析在工業(yè)生產(chǎn)中選擇常壓反應(yīng)器的原因：

 

．
②寫(xiě)出此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：
2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H=

 

．
Ⅱ．（1）在某溫度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，測(cè)得溶液中OH^-濃度和時(shí)間的圖象如下：
①求該溫度時(shí)，氨水的電離平衡常數(shù)K=

 

．
②在t₁時(shí)刻再加入H₂O配成2L溶液，于t₂時(shí)刻重新達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)系中畫(huà)出t₁～t₂時(shí)間內(nèi)OH^-濃度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)．
（2）將a mol/L的鹽酸和b mol/L氨水等體積混合，混合后體積為混合前體積之和，充分反應(yīng)后所得溶液顯中性．
①a

 

 b（填“＜”、“=”或“＞”）
②根據(jù)物料守恒原理，求混合后溶液中剩余氨水濃度：c（NH₃?H₂O）=

 

．（用含有a、b的式子表示）

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡常數(shù)的含義,酸堿混合時(shí)的定性判斷及有關(guān)ph的計(jì)算

專(zhuān)題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,化學(xué)平衡專(zhuān)題,電離平衡與溶液的pH專(zhuān)題

分析：Ⅰ、（1）二氧化硫的催化氧化是制備硫酸的重要步驟；
（2）根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變，以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，做題時(shí)要注意方程式前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系；
（3）①計(jì)算常壓下的二氧化硫轉(zhuǎn)化率分析判斷；
②計(jì)算對(duì)應(yīng)反應(yīng)的焓變，依據(jù)熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出；
Ⅱ、（1）①依據(jù)電離平衡常數(shù)概念列式計(jì)算；
②在t₁時(shí)刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀釋氫氧根離子濃度減小，一水合氨是弱電解質(zhì)存在電離平衡，促進(jìn)電離氫氧根離子略增加，于t₂時(shí)刻重新達(dá)到平衡氫氧根離子濃度減��；
（2）①依據(jù)鹽酸和氨水恰好反應(yīng)生成氯化銨溶液呈酸性，若溶液呈中性氨水過(guò)量；
②將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根據(jù)k=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

計(jì)算；

解答： 解：（1）二氧化硫的催化氧化是制備硫酸的重要步驟；
故答案為：硫酸；
（2）a、每生成1mol SO₃的同時(shí)生成0.5mol O₂，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a正確；
b、容器是恒容的，無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合物的質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，導(dǎo)致密度始終不變，所以不是達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志，故b錯(cuò)誤；
c、SO₂、O₂與SO₃的物質(zhì)的量之比為2：1：2，這與反應(yīng)的初始物質(zhì)的量以及反應(yīng)的轉(zhuǎn)化程度有關(guān)，不能確定是否達(dá)到平衡，故c錯(cuò)誤；
d、該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積改變的化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，各物質(zhì)的量不變，導(dǎo)致容器中壓強(qiáng)不隨時(shí)間的變化而改變，故d正確；
故選：ad；
（3）①在400℃時(shí)，常壓下，容積為1.0L的密閉容器中充入1.00mol SO₂（g）和0.96mol O₂（g），充分反應(yīng)后，測(cè)得還有0.04mol SO₂剩余，并放出190.08KJ的熱量，反應(yīng)過(guò)程中二氧化硫的轉(zhuǎn)化率=

1.00mol-0.04mol

1.00mol

×100%=96%，在常壓下，此反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到96%，沒(méi)有必要再增大壓強(qiáng)了；
故答案為：在常壓下，此反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)達(dá)到96%，沒(méi)有必要再增大壓強(qiáng)了；
②依據(jù)題意可知反應(yīng)0.96mol放熱190.08KJ，2mol二氧化硫反應(yīng)放熱396KJ，熱化學(xué)方程式2SO₂（g）十O₂（g）?2SO₃（g）△H=-396KJ/mol；
故答案為：-396kJ/mo1；
II．（1）①在某溫度下，把1.00mol NH₃溶于水中配成1.00L溶液，測(cè)得溶液中OH^-濃度和時(shí)間的圖象中平衡狀態(tài)下氫氧根離子濃度為0.02mol/L；
平衡常數(shù)K=

c(NH4+)c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

0.02mol/L×0.02mol/L

1mol/L-0.02mol/L

=4.00×10^-4；
故答案為：4.00×10^-4；
②在t₁時(shí)刻再加入H₂O配成2L溶液，加水稀釋氫氧根離子濃度減小，一水合氨是弱電解質(zhì)存在電離平衡，促進(jìn)電離氫氧根離子略增加，于t₂時(shí)刻重新達(dá)到平衡氫氧根離子濃度減小；畫(huà)出的圖象為：；
故答案為：；
（2）①依據(jù)鹽酸和氨水恰好反應(yīng)生成氯化銨溶液呈酸性，若溶液呈中性氨水過(guò)量a＜b；
故答案為：＜；
②求混合后溶液中剩余氨水濃度設(shè)為C，依據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算，將b mol?L^-1的氨水與a mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

a

2

mol/L，c=

b

2

mol/L-

a

2

mol/L=

b-a

2

mol/L；
故答案為：

b-a

2

mol/L；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析，平衡常數(shù)計(jì)算應(yīng)用，弱電解質(zhì)電離平衡的分析計(jì)算，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．