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运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义
（1）硫*生产过程中2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），平衡混合体系中 SO3的百分含量和温度的关系如图1所示，根据图1回答下列问题：
①2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）的△H 0（填“＞”或“＜”），
②一定条件下，将SO2与O2以体积比2：1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应，能说明该反应已达到平衡的是 ．
a．体系的密度不发生变化 b．SO2与SO3的体积比保持不变
c．体系中硫元素的质量百分含量不再变化 d．单位时间内转移4mol 电子，同时消耗2mol SO3
e．容器内的气体分子总数不再变化
（2）一定的条件下，合成氨反应为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）．图2表示在此反应过程中的能量的变化，图3表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线．图4表示在其他条件不变的情况下，改变起始物*气的物质的量对此反应平衡的影响．
①该反应的平衡常数表达式为 K= ，升高温度，平衡常数 （填“增大”或“减小”或“不变”）．
②由图2信息，计算0～10min内该反应的平均速率v（H2）= ，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，则n（N2）的变化曲线为 （填“a”或“b”或“c”或“d”）．
③图3a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是 点，温度T1 T2（填“＞”或“=”或“＜”）．
（3）若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈 *，所得溶液中c（H+）﹣c（OH﹣）= （填写表达式）（已知：H2SO3：Ka1=1.7×10﹣2，Ka2=6.0×10﹣8，NH3•H2O：Kb=1.8×10﹣5）
【回答】
【考点】反应热和焓变；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算．
【分析】（1）①由图1知，温度升高，SO3的百分含量降低，平衡逆向移动，逆向为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0；
②a．ρ=m/v，根据质量守恒定律，气体质量不变，体积不变的密闭容器，体积又不变，密度一直保持不变，所以不能根据密度不变判断已达到平衡状态．未平衡时，SO2与SO3的体积比减小，平衡时不变．所以可以根据SO2与SO3的体积比保持不变判断已达到平衡状态．体系中硫元素的质量百分含量一直保持不变，所以不能根据体系中硫元素的质量百分含量不变判断已达到平衡状态．任何时候都有转移4mol 电子，同时消耗2mol SO3，所以不能根据单位时间内转移4mol 电子，同时消耗2mol SO3判断已达到平衡状态．未平衡时，容器内的气体分子总数减小，平衡时不变，所以可以根据容器内的气体分子总数不再变化，判断已达到平衡状态．
（2）①由平衡常数的概念直接得到N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常数表达式，由图2知合成氨反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；
②由图3信息知0～10min内该反应的平均速率v（N2）=0.015mol/（l•min），根据速率之比等于系数之比推知v（H2）=0.045mol/（l•min）．从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，压强增大，平衡正向移动，N2物质的量减小；
③相同条件下，*气的浓度越大，氮气的转化率越大．其他条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，NH3的含量降低，所以，由图4知T1＜T2．
（3）将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，生成物为NH4HSO3，NH4+水解显** HSO3﹣电离大于水解，也显**，所以将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈**，根据电荷守恒有c（NH4+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）可推断c（H+）﹣c（OH﹣）=c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）﹣c（NH4+），由物料守恒式c（NH4+）+c（NH3•H2O）=c（SO32﹣）+c（H2SO3）+c（HSO3﹣）可推到另一*．
【解答】解：（1）①由图1知，温度升高，SO3的百分含量降低，平衡逆向移动，逆向为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0，
故*为：＜；
②a．ρ=m/v，根据质量守恒定律，气体质量不变，体积不变的密闭容器，体积又不变，密度一直保持不变，所以不能根据密度不变判断已达到平衡状态，故a错误；
b．未平衡时，SO2与SO3的体积比减小，平衡时不变．所以可以根据SO2与SO3的体积比保持不变判断已达到平衡状态，故b正确．
c．体系中硫元素的质量百分含量一直保持不变，所以不能根据体系中硫元素的质量百分含量不变判断已达到平衡状态，故c错误．
d．任何时候都有转移4mol 电子，同时消耗2mol SO3，所以不能根据单位时间内转移4mol 电子，同时消耗2mol SO3判断已达到平衡状态，故d错误．
e．未平衡时，容器内的气体分子总数减小，平衡时不变，所以可以根据容器内的气体分子总数不再变化，判断已达到平衡状态，故e正确，
故选be；
（2）①由平衡常数的概念直接得到N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）的平衡常数表达式为K=，由图2知合成氨反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，
故*为：K=； 减小；
②由图3信息知0～10min内该反应的平均速率v（N2）=0.015mol/（l•min），根据速率之比等于系数之比推知v（H2）=0.045mol/（l•min）．从11
min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，压强增大，平衡正向移动，N2物质的量减小，
故*为 0.045mol/（L•min）； d；
③相同条件下，*气的浓度越大，氮气的转化率越大．其他条件相同时，升高温度，平衡逆向移动，NH3的含量降低，所以，由图4知T1＜T2，
故*为 c；＜；
（3）将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，生成物为NH4HSO3，NH4+水解显** HSO3﹣电离大于水解，也显**，所以将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，所得溶液呈**，根据电荷守恒有c（NH4+）+c（H+）=c（OH﹣）+c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）可推断c（H+）﹣c（OH﹣）=c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）﹣c（NH4+），由物料守恒式c（NH4+）+c（NH3•H2O）=c（SO32﹣）+c（H2SO3）+c（HSO3﹣）可得c（H+）﹣c（OH﹣）=c（SO32﹣）+c（NH3•H2O）﹣c（H2SO3），
故*为：**；c（HSO3﹣）+2c（SO32﹣）﹣c（NH4+）或c（SO32﹣）+c（NH3•H2O）﹣c（H2SO3）．
知识点：化学平衡
题型：填空题
