Question

(14分)為了減少CO對(duì)大氣的污染，某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究利用CO和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H2。已知：

2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g） △H＝—566kJmoL-1

2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） △H＝—483.6kJmoL-1

H2O（g）＝H2O（l） △H＝—44.0kJmoL-1

（1）寫出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式：___________________________。

（2）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝—92.4kJ/mol

當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后，改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量)，反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。

①圖中t3時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是__________________________________________，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是_____________。

②溫度為T℃時(shí)，將1 mol N2和2 mol H2放入容積為0.5 L的密閉容器中，充分反應(yīng)后測(cè)得N2的平衡轉(zhuǎn)化率為50％。則反應(yīng)在T℃時(shí)的平衡常數(shù)為____________mol-2·L2。

③目前工業(yè)合成氨的原理是：

下圖表示隨條件改變，平衡體系中氨氣體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)。

當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是(填序號(hào)，下同)__________，當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，變化趨勢(shì)正確的是___________。

（3）常溫下氨氣和HCl均極易溶于水，現(xiàn)將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合，所得溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度按照由大到小的順序排列依次為_______>_______>_______>________。

Answer 1

（每空2分，共14分）（1）CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH=－41.2kJ·mol－1

（2）①升溫 t2-t3 ②4 ③c a

（3）c(Cl－)>c(NH4＋)>c(H＋)>c(OH－) （順序正確得2分，順序有誤不得分）

【解析】

試題分析：（1）已知：①2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g） △H＝—566kJmoL-1，②2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g）△H＝—483.6kJmoL-1，則根據(jù)蓋斯定律可知（①—②）÷2即可得到CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式為CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) ΔH=－41.2kJ·mol－1。

（2）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H＝—92.4kJ/mol

①t3時(shí)正逆反應(yīng)速率均增大，其中逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。由于正方應(yīng)是體積減小的放熱的可逆反應(yīng)，則引起平衡移動(dòng)的條件是升高溫度。平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氨氣的含量高，因此根據(jù)圖像可知表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是t2-t3。

②溫度為T℃時(shí)，將1 mol N2和2 mol H2放入容積為0.5 L的密閉容器中，充分反應(yīng)后測(cè)得N2的平衡轉(zhuǎn)化率為50％。則根據(jù)方程式可知生成氨氣是0.5mol×2＝1.0mol，剩余氨氣0.5mol，氫氣2mol—1.5mol＝0.5mol，則反應(yīng)在T℃時(shí)的平衡常數(shù)為mol-2·L2。

③目前工業(yè)合成氨的原理是：

圖表示隨條件改變，平衡體系中氨氣體積分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)。當(dāng)橫坐標(biāo)為壓強(qiáng)時(shí)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，氨氣的含量升高，所以變化趨勢(shì)正確的是c；當(dāng)橫坐標(biāo)為溫度時(shí)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，氨氣的含量降低，則變化趨勢(shì)正確的是a。

（3）常溫下氨氣和HCl均極易溶于水，現(xiàn)將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合，二者恰好反應(yīng)生成氯化銨，銨根水解溶液顯酸性，則所得溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度按照由大到小的順序排列依次為c(Cl－)>c(NH4＋)>c(H＋)>c(OH－) 。

考點(diǎn)：考查蓋斯定律、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)的影響、平衡常數(shù)計(jì)算以及濃度大小比較