Question

5．科學研究、工業生產和日常生活都離不開物質的制備．
（一）N₂O₅是一種新型硝化劑，其性質和制備受到人們的關注．一定溫度下，在恒容密閉容器中N₂O₅可發生下列反應：2N₂O₅（g）?4NO₂（g）+O₂（g）；△H＞0
（1）反應達到平衡后，若再通入一定量氮氣，則N₂O₅的轉化率將減小（填“增大”、“減小”、“不變”）．
（2）表為反應在T溫度下的部分實驗數據：

t/s	0	500	1000
c（N2O5）/mol•L-1	5.00	3.50	2.50

則，500s內N₂O₅的分解速率為0.003mol•L^-1•s^-1；
（3）在T₂溫度下，反應1000s時測得N₂O₅的濃度為3.00mol•L^-1．則T₂＜T₁．（填“＞”“=”或“＜”）
（二）工業上用重晶石（主要成分為BaSO₄）制備BaCl₂
（1）步驟①中BaSO₄與碳在高溫下反應，每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的熱量，此反應的熱化學方程式為BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）向BaCl₂溶液中加入AgNO₃和KBr，當兩種沉淀共存時，$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=2.7×10^-3；[K_sp（AgBr）=5.4×10^-13，K_sp（AgCl）=2.0×10^-10]
（3）若NaOH溶液吸收H₂S氣體生成等物質的量的Na₂S和NaHS，則溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （一）（1）反應達平衡后，再通入一定量N₂O₅，等效為增大壓強，平衡逆向移動；
（2）根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（N₂O₅）；
（3）若T₂溫度高，反應速率快，未到達平衡時，相同時間內N₂O₅的濃度減小更大，正反應為吸熱反應，到達平衡時溫度升高，平衡正向移動，N₂O₅的濃度會減小．而在T₂溫度下，反應1000s時測得NO₂的濃度為4.98mol•L^-1，則此時N₂O₅的濃度為5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L^-1=2.51mol/L，高于在T₁溫度下1000s時測得N₂O₅的濃度，說明T₂溫度下反應速率較慢；
（二）（1）先寫出方程式，再根據物質的量之比等于熱量比求出反應熱；
（2）當兩種沉淀共存時，溶液是AgCl和AgBr的飽和溶液，溶液中 $\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$，依此計算；
（3）Na₂S和NaHS的混合溶液顯堿性，NaHS以水解為主，據此判斷．

解答 解：（一）（1）反應達平衡后，再通入一定量N₂O₅，等效為增大壓強，平衡逆向移動，N₂O₅的轉化率減小，
故答案為：減小；
（2）由表中數據可知，500s內N₂O₅的濃度變化量為5mol/L-3.5mol/L=1.5mol/L，故N₂O₅的分解速率為$\frac{1.5mol/L}{500s}$=0.003mol•L^-1•s^-1，
故答案為：0.003mol•L^-1•s^-1；
（3）若T₂溫度高，反應速率快，未到達平衡時，相同時間內N₂O₅的濃度減小更大，正反應為吸熱反應，到達平衡時溫度升高，平衡正向移動，N₂O₅的濃度會減小．而在T₂溫度下，反應1000s時測得NO₂的濃度為4.98mol•L^-1，則此時N₂O₅的濃度為5mol/L-$\frac{1}{2}$×4.98mol•L^-1=2.51mol/L，高于在T₁溫度下1000s時測得N₂O₅的濃度，說明T₂溫度下反應速率較慢，故溫度T₂＜T₁，
故答案為：＜；
（二）（1）BaSO₄與碳在高溫下反應的方程式為：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s），每1mol碳生成CO需要吸收142.8kJ的熱量，所以△H=+571.2kJ/mol，此反應的熱化學方程為：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol，
故答案為：BaSO₄（s）+4C（s）═4CO（g）+BaS（s）△H=+571.2kJ/mol；
（2）當兩種沉淀共存時，溶液中Ag⁺離子濃度相同，根據溶度積常數計算，c（Br^-）=$\frac{Ksp（AgBr）}{c（A{g}^{+}）}$，c（Cl^-）=$\frac{Ksp（AgCl）}{c（A{g}^{+}）}$，
則$\frac{c（B{r}^{-}）}{c（C{l}^{-}）}$=$\frac{Ksp（AgBr）}{Ksp（AgCl）}$=$\frac{5.4×1{0}^{-13}}{2.0×1{0}^{-10}}$=2.7×10^-3，
故答案為：2.7×10^-3；
（3）Na₂S和NaHS的混合溶液顯堿性即c（OH^-）＞c（H⁺），NaHS以水解為主，則c（HS^-）＞c（S^2-），
所以溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HS^-）＞c（S^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

點評 本題為拼合型，涉及化學反應速率計算、化學平衡移動與計算、平衡常數的計算與運用、電解原理等知識點，計算量較大，是對學生心理素質的考驗，題目難度中等，注意掌握平衡常數在化學平衡計算的運用．