Question

7．運用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫、氯、碘等單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)有重要意義

（1）硫酸生產(chǎn)中，SO₂催化氧化生成SO₃； 2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g），平衡時，混合體系中SO₃的百分含量和溫度的關(guān)系如圖1所示．根據(jù)圖示回答下列問題：
①2SO₂（g）+O₂（g）?2SO₃（g）的△H＜0（填“＞”或“＜”）：若在恒溫、恒壓條件下向上述平衡體系中通入氦氣，平衡 移動（填“向左”“向右”或“不移動”）．
②若溫度為T₁、T₂，反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K₁，K₂，則K_1＞K₂；溫度為T₁時，反應(yīng)進行到狀態(tài)D時，v_正＞v_逆（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用：
①如圖2是一定的溫度和壓強下N₂（g）和H₂（g）反應(yīng)生成lmol NH₃（g）過程中能量變化示意圖，圖中E₁、E₂分別表示的意義是正反應(yīng)的活化能、逆反應(yīng)的活化能
②請寫出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式：$\frac{1}{2}$N_2（g）+$\frac{3}{2}$H_2（g）=NH_3（g）△H=-（Q₁-Q₂）kJ/molH的數(shù)值用含字母Q₁、Q₂的代數(shù)式表示）
（3）SF₆是一種優(yōu)良的絕緣氣體，分子結(jié)構(gòu)中只存在S-F鍵．已知：1 mol S（s）轉(zhuǎn)化為氣態(tài)硫原子吸收能量280 kJ，斷裂1 mol F-F、S-F鍵需吸收的能量分別為160 kJ、330 kJ．則S（s）+3F₂（g）═SF₆（g）的反應(yīng)熱△H為-1220 kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)溫度對化學(xué)平衡的影響結(jié)合圖象分析該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)；
②根據(jù)T₁的T₂關(guān)系結(jié)合圖象分析平衡的移動，根據(jù)反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量的改變引起化學(xué)平衡常數(shù)的改變判斷K₁、K₂的關(guān)系；根據(jù)圖象中曲線及曲線上、下方區(qū)域表示的含義分析，曲線表示平衡狀態(tài)，曲線下方表示向正反應(yīng)方向進行，曲線上方表示向逆反應(yīng)方向進行；
（2）①根據(jù)能量變化示意圖中能量數(shù)據(jù)的含義來回答；
②由圖甲可知，N₂和H₂反應(yīng)生成1molNH₃放出的熱量為（Q₂-Q₁）kJ，注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)與反應(yīng)熱書寫熱化學(xué)方程式；
（3）根據(jù)反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能計算反應(yīng)熱．

解答 解：（1）①該反應(yīng)是一個氣體體積減小的反應(yīng)，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，升高溫度時，SO₃（g）的含量降低，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；故答案為：＜；
②該反應(yīng)是一個放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以生成物的濃度減小，反應(yīng)物的濃度增大，平衡常數(shù)減小，所以K₁＞K₂；D狀態(tài)相對于A狀態(tài)，三氧化硫的含量較小，要使該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，該反應(yīng)必須向正反應(yīng)方向移動，所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率．
故答案為：＞；＞；
（2）①能量變化示意圖中E₁、E₂分別表示的意義是正反應(yīng)的活化能、逆反應(yīng)的活化能，故答案為：正反應(yīng)的活化能；逆反應(yīng)的活化能；
②根據(jù)能量變化示意圖，反應(yīng)物和生成物的能量差是Q₁-Q₂，反應(yīng)物的能量高于生成物，所以是放熱反應(yīng)，得到工業(yè)合成氨的熱化學(xué)方程式為：$\frac{1}{2}$N_2（g）+$\frac{3}{2}$H_2（g）=NH_3（g）△H=-（Q₁-Q₂）kJ/mol，故答案為：$\frac{1}{2}$N_2（g）+$\frac{3}{2}$H_2（g）=NH_3（g）△H=-（Q₁-Q₂）kJ/mol；
（3）反應(yīng)熱△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能，所以對于S（s）+3F₂（g）═SF₆（g），其反應(yīng)熱△H=280kJ/mol+3×160kJ/mol-6×330kJ/mol=-1220kJ/mol，
故答案為：-1220 kJ/mol．

點評 本題涉及熱化學(xué)方程式書寫、反應(yīng)熱有關(guān)計算等，難度不大，注意知識的歸納和梳理是關(guān)鍵．