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)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),混合

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)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),混合

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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)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态).根据图示回答下列问题:

魔方格

①2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的△H______0(填“>”或“<”);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若温度为T1、T2,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1______K2;若反应进行到状态D时,v______v(填“>”、“<”或“=”)
(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右图是一定的温度和压强下是N2和H2反应生成1molNH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学反应方程式:______.(△H的数值用含字母a、b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,反应后溶液中显中性,则c(NH+4)______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______.
(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在.在25℃下,向0.1mol•L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的0.1mol•L-1硝酸银溶液,有白色沉淀生成.从沉淀溶解平衡的角度解释产生沉淀的原因是______,向反应后的浊液中,继续加入0.1mol•L-1的NaI溶液,看到的现象是______,产生该现象的原因是(用离子方程式表示)______.
(已知25°C时Ksp[AgCl]=1.0×10-14mol2•L-2,Ksp[AgI]=1.5×10-16mol2•L-2
答案
(1))①由图可知,温度越高,混合体系中SO3的百分含量越小,说明升高温度平衡向逆反应进行,即向左移动,升高温度向吸热反应方向移动,即该反应正反应为放热反应,即△H<0;
恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,体积应增大,反应混合物各组分的浓度降低,等效为降低压强,压强降低平衡向体积增大方向移动,即向左移动.
故答案为:<;向左;
②温度升高,平衡向吸热方向移动,即向逆反应移动,K值减小,故K1>K2,D状态未达平衡,混合体系中SO3的百分含量小于平衡时的,反应向正反应进行,所以V>V
故答案为:>;>;
(2)①由图可知,N2和H2反应生成1molNH3放出的热量为(b-a)kJ,该反应的热化学反应方程式为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ•mol-1
故答案为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=-2(b-a)kJ•mol-1
②根据电荷守恒有c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),由于c(H+)=c(OH-),故c(NH4+)=c(Cl-),溶液呈中性,故溶液中c(OH-)=10-7mol/L,溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=
1
2
×bmol•L-1=0.5bmol•L-1,故混合后溶液中c(NH3.H2O)=
1
2
×amol•L-1-0.5bmol•L-1=(0.5a-0.5b)mol/L,NH3•H2O的电离常数Kb=
10-7×0.5b
0.5a-0.5b
=
10-7b
a-b

故答案为:=,
10-7b
a-b

(3)由于离子积Qc大于溶度积Ksp(AgCl),平衡向生成AgCl沉淀的方向移动,故AgCl沉淀生成,
两者化学式所表示的阴阳离子个数比相同,溶度积越大,溶解性越大,即AgCl比AgI的溶解度大,物质由溶解度大的转化为溶解度更小的,所以由AgCl转化为更难溶的AgI,现象为白色沉淀转化为黄色沉淀,离子方程式为AgCl(s)+I-═AgI(s)+Cl-
故答案为:离子积Qc大于溶度积Ksp(AgCl);白色沉淀转化为黄色沉淀;AgCl(s)+I-═AgI(s)+Cl-
举一反三
能源问题是当前世界各国所面临的严重问题,同时全球气候变暖,生态环境问题日益突出,开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向.
I.氢气通常用生产水煤气方法制得.其中CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H<0.在850℃时,平衡常数K=1.
(1)若降低温度到750℃时,达到平衡时K______1(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2,则:
①当x=5.0时,上述反应向______(填“正反应”或“逆反应”)方向进行.
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是______.
③在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其它物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a______b(填“大于”、“小于”或“等于”)
II.已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ,1mol液态水转化为气体水吸收44kJ的热量.
(3)请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式______.
(4)将0.1mol乙醇在足量氧气中燃烧,得到的气体全部通入到100mL 3mol/L NaOH溶液中,忽略HCO-3的电离,则所得溶液中c(CO2-3)______c(HCO-3)(填“大于”、“小于”或“等于”,)原因是______(用文字叙述).
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四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料,由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下:

魔方格

回答下列问题:
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色,此时溶液仍呈强酸性.该过程中有如下反应发生.
2Fe3++Fe═3Fe2+
2TiO2+(无色)+Fe+4H+═2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O═TiO2+(无色)+Fe2++2H+
加入铁屑的作用是______.
(2)在②→③工艺中需要控制条件以形成TiO2•nH2O溶胶,该分散质颗粒直径大小在______范围.
(3)若把③中制得的固体TiO2•nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质,还可制得钛白粉.已知25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,该温度下反应Fe(OH)3+3H+⇌Fe3++H2O的平衡常数K=______.
(4)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)△H=+140kJ•mol-1;2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221kJ•mol-1
写出④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:______.
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点.依据绿色化学理念,该工艺流程中存在的不足之处是______(只要求写出一项).
(6)依据如表信息,要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4,可采用______方法.
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TiCl4SiCl4
熔点/℃-25.0-68.8
沸点/℃136.457.6
化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是(   )
魔方格
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A.N2(g)+3 H2(g)═2 NH3(l)△H=2(a-b-c) kJ•mol-1
B.N2(g)+3 H2(g)═2 NH3(g)△H=2(b-a) kJ•mol-1
C.
 N2(g)+ H2(g)═NH3(l)△H=(b+c-a) kJ•mol-1
D.
 N2(g)+ H2(g)═NH3(g)△H=(a+b) kJ•mol-1
(1)请用热化学方程式表示:
A.1mol N2(g)与适量H2(g)起反应,生成2mol NH3(g),放出92.2kJ热量______.
B.1mol N2(g)与适量O2(g)起反应,生成2mol NO2(g),吸收68kJ热量______.
(2)随着科学技术的进步,人们研制出了多种类型的甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求.有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是
A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)△H=+49.0kJ/mol
B、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-192.9kJ/mol
由上述方程式可知,CH3OH的燃烧热______(填“大于”、“等于”或“小于”)192.9kJ/mol.已知水的气化热为44kJ/mol,则氢气燃烧热的热化学方程式为______.
下列叙述中,正确的是(  )
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A.甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3 kJ•mol-1
B.500℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-38.6 kJ•mol-1
C.相同条件下,2mol氢原子所具有的能量小于1mol氢分子所具有的能量
D.常温下,反应C(s)+CO2(g)═2CO(g)不能自发进行,则该反应的△H>0