Question

氨是最重要的化工產(chǎn)品之一．
（1）合成氨用的氫氣可以用甲烷為原料制得：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）．已知：
①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3kJ?mol^-1
②CO₂（g）═CO（g）+

1

2

O₂（g）△H=+282．O kJ?mol^-1
③

1

2

O₂（g）+H₂（g）═H₂O（g）△H=-241．O kJ?mol^-1
則消耗1molCH₄吸熱

 

．
（2）CO對合成氨的催化劑有毒害作用，常用乙酸二氨合銅（Ⅰ）溶液來吸收原料氣中CO，其反應(yīng)原理為：
[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO?CO（l）△H＜0
吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當處理后又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，再生的適宜條件是

 

．（填寫選項編號）
A．高溫、高壓    B．高溫、低壓  C．低溫、低壓    D．低溫、高壓
（3）將凈化后的氣體充入一體積不變的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1．達到平衡后，能加快反應(yīng)速率且提高H₂轉(zhuǎn)化率的措施有

 

A．升高溫度     B．增加N₂的用量    C．將NH₃液化    D．充入Ne
（4）用氨氣制取尿素[CO（NH₂）₂]的反應(yīng)為：
2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H＜0
某溫度下，向容積為1L的密閉容器中通入4mol NH₃和2mol CO₂，該反應(yīng)進行到40s時達到平衡，此時CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%．
①該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為

 

．此時若再向容器內(nèi)充入2mol NH₃、1mol CO₂、1mol CO（NH₂）₂、1mol H₂O（g），則反應(yīng)

 

（填“正向移動”、“逆向移動”或“處于平衡狀態(tài)”）
②圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25s內(nèi)的反應(yīng)進程中的NH₃濃度變化，則25s內(nèi)用CO₂表示的反應(yīng)速率為

 

mol?L^-1?s^-1．
③若保持其它條件不變，請在圖中用實線畫出使用催化劑時NH₃濃度變化曲線．
（5）將尿素施入土壤后，大部分是通過轉(zhuǎn)化為碳酸銨或碳酸氫銨后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，轉(zhuǎn)化為碳酸銨．已知弱電解質(zhì)在水中的電離平衡常數(shù)（25℃）如下表：

弱電解質(zhì)	H2CO3	NH3?H2O
電離平衡常數(shù)	Ka1=4.30×10-7    Ka2=5.61×10-11	Kb=1.77×10-5

現(xiàn)有常溫下0.1mol?L^-1的（NH₄）₂CO₃溶液，你認為該溶液呈

 

性（填“酸”、“中”、“堿”），原因是

 

．

Answer 1

考點：熱化學方程式,化學平衡常數(shù)的含義,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）運用蓋斯定律解答，利用蓋斯定律解答，從待求反應(yīng)出發(fā)，分析待求反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物在已知反應(yīng)中的位置，通過相互加減可得；
（2）依據(jù)平衡移動方向分析判斷需要的條件；
（3）依據(jù)平衡移動理論和轉(zhuǎn)化率的計算公式解答；
（4）①利用三段式法計算K的數(shù)值；通過比較Qc和K的大小，看移動方向；
②據(jù)v=

△c

△t

求算；
③依據(jù)催化劑的作用畫出圖象；
（5）依據(jù)弱電解質(zhì)電離平衡常數(shù)比較弱電解質(zhì)強弱，鹽類水解原理分析判斷溶液酸堿性．

解答： 解：（1）已知：①CH₄（g）+2O₂（g）═CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3kJ?mol^-1
②CO₂（g）═CO（g）+

1

2

O₂（g）△H=+282．O kJ?mol^-1
③

1

2

O₂（g）+H₂（g）═H₂O（g）△H=-241．O kJ?mol^-1
據(jù)蓋斯定律，①+②-3×③得：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+158.7KJ/mol，故答案為：158.7KJ；
（2）吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當處理后又可再生，恢復(fù)其吸收CO的能力以供循環(huán)使用，依據(jù)化學平衡[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO?CO（l）；△H＜0，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，平衡逆向進行是再生的原理，再生的適宜條件是高溫低壓；
故答案為：B；
（3）A、反應(yīng)放熱，升溫時平衡逆向移動，氫氣轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；
B、增大氮氣的用量，氮氣濃度增大，平衡正向移動，氫氣轉(zhuǎn)化率增大且反應(yīng)速率加快，故B正確；
C、將氨氣液化，氨氣濃度減小，反應(yīng)速率減慢，故C錯誤；
D、體積不變充入Ne氣，對反應(yīng)沒有影響，故D錯誤．
故選：B．
（4）①2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）
反應(yīng)前（mol/L）   4         2           0             0
反應(yīng)了（mol/L）   2         1            1            1
平衡后（mol/L）   2         1            1             1
K=

c(H2O)

c(NH3)2?c(CO2)

=

1mol/L

2mol/L2×1mol/L

=0.25（mol/L）^-2，
Qc=

2

42×2

=0.0625＜K=0.25，平衡正向移動，故答案為：0.25；正向移動；
②v（NH₃）=

△c(NH3)

△t

=

1.5mol/L

25s

=0.06mol/L，速率之比等于化學計量數(shù)之比，所以v（CO₂）=0、03mol/L，故答案為：0.03；
③圖中的曲線表示該反應(yīng)在前25s內(nèi)的反應(yīng)進程中的NH₃濃度變化．使用催化劑時，改變反應(yīng)速率，不改變化學平衡，該反應(yīng)的進程曲線為，曲線的轉(zhuǎn)折點在橫坐標40之前，縱坐標必需在2的線上，如圖為，
故答案為：；
（5）分析電離平衡常數(shù)可知電離程度，NH₃?H₂O＞H₂CO₃＞HCO₃^-，對應(yīng)鹽水解程度NH₄⁺＜HCO^3-＜CO₃^2-，常溫下0.1mol?L^-1的（NH₄）₂CO₃溶液呈堿性，由于NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)大于HCO₃^-的電離平衡常數(shù)，因此CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺水解程度，溶液中c （OH^-）＞c（H⁺），溶液呈堿性；
故答案為：堿，由于NH₃?H₂O的電離平衡常數(shù)大于HCO₃^-的電離平衡常數(shù)，因此CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺水解程度，溶液中c （OH^-）＞c（H⁺），溶液呈堿性．

點評：本題考查了蓋斯定律，化學平衡影響因素分析，影響化學反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率的因素，化學平衡常數(shù)的求算，催化劑對可逆反應(yīng)的影響，電解質(zhì)溶液中離子濃度關(guān)系的應(yīng)用判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目有一定難度．