Question

（1）在容積為1L的密閉容器中合成氨的反應為N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H＜0，其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表所示：

T/℃	200	300	400	500
K	K1	K2	0.5	K3

通過分析確定K₃

 

0.5（填“＞”、“＜”或“=”）．400℃，2NH₃（g）═N₂（g）+3H₂（g）的化學平衡常數(shù)為

 

；當測得NH₃、N₂、H₂物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時，該反應的v（N₂）_正

 

v（N₂）_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）工業(yè)上可以利用鈦白粉（TiO₂）生產(chǎn)金屬鈦，鈦白粉是利用TiO²⁺發(fā)生水解反應生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，再煅燒制得的．寫出TiO²⁺發(fā)生水解反應的離子方程式

 

．
已知：①Mg（s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）△H=-641kJ/mol；②2Cl₂（g）+Ti（s）=TiCl₄（l）△H=-770kJ/mol，寫出鎂與TiCl₄（l）反應的熱化學方程式

 

．
（3）家用水壺長期使用后會形成很多水垢，某同學設想“把水垢中含有的CaSO₄先用Na₂CO₃溶液處理，使之轉(zhuǎn)化為疏松、易溶于酸的CaCO₃，而后用酸除去．”（常溫下Ksp（CaSO₄）：Ksp（CaCO₃）=1.4×10⁴）分析該同學的設想能否實現(xiàn)？

 

．若能實現(xiàn)，寫出CaSO₄轉(zhuǎn)化為CaCO₃的離子方程式為

 

；如不能實現(xiàn)，簡述理由

 

．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的計算,鹽類水解的原理,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題,電離平衡與溶液的pH專題,鹽類的水解專題

分析：（1）對于放熱反應溫度越高，化學平衡常數(shù)越小，當溫度不變，當溫度不變，互為可逆反應的K互為倒數(shù)，據(jù)Qc和Kc之間的關(guān)系計算是否達到化學平衡狀態(tài)；
（2）根據(jù)信息：TiO²⁺發(fā)生水解反應生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀結(jié)合水解反應的實質(zhì)來書寫；根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應的焓變；
（3）根據(jù)沉淀會向著更難溶的物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化來回答．

解答： 解：（1）該反應是放熱的，對于放熱反應升高溫度，化學平衡常數(shù)減小，所以K₃＜0.5，400℃時，N₂（ g）+3H₂（g）═2NH₃（g）的K=0.5，當溫度不變，互為可逆反應的K為倒數(shù)，所以400℃，2NH₃（g）═N₂（g）+3H₂（g）的化學平衡常數(shù)為2，當測得NH₃、N₂、H₂物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol時，此時Qc=

22

1×23

=0.5=K，達到平衡狀態(tài)，v（N₂）_正=v（N₂）_逆，故答案為：＜；2；=；
（2）TiO²⁺發(fā)生水解反應生成鈦酸（H₂TiO₃）沉淀，即TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺，已知：①Mg（s）+Cl₂（g）=MgCl₂（s）△H=-641kJ/mol；②2Cl₂（g）+Ti（s）=TiCl₄（l）△H=-770kJ/mol，①×2-②即可得到反應是Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s），所以反應的焓變△H=2×（-641kJ/mol）-（-770kJ/mol）=-512kJ/mol，故答案為：TiO²⁺+2H₂O=H₂TiO₃↓+2H⁺；2Mg（s）+TiCl₄（l）═2MgCl₂（s）+Ti（s）△H=-512kJ/mol；
（3）因為Ksp（CaSO₄）：Ksp（CaCO₃）=1.4×10⁴，即碳酸鈣更難溶，沉淀會向著更難溶的物質(zhì)進行轉(zhuǎn)化，所以硫酸鈣向著碳酸鈣的轉(zhuǎn)化可以實現(xiàn)，即CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq），故答案為：能實現(xiàn)；CaSO₄（s）+CO₃^2-（aq）=CaCO₃（s）+SO₄^2-（aq）．

點評：本題考查學生利用蓋斯定律計算化學焓變以及化學反應速率和平衡的計算、沉淀轉(zhuǎn)化等方面的綜合知識，難度大．