Question

【题目】碳、氮、硫的化合物在生产生活中广泛存在。请回答：

（1）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－160.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式____________。

（2）T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00molNO2气体发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H<0。实验测得：v正=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆c2(NO2)，

k正、k逆为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO2)如下表：

时间/s	0	1	2	3	4	5
n(NO2)/mol	1.00	0.80	0.65	0.55	0.50	0.50

①从0～2s该反应的平均速率v(NO2)=___________。

②T1温度时化学平衡常数K=___________mol-1·L。

③化学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K=___________。若将容器的温度改变为T2时其k正=k逆，则T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。

（3）常温下，用SO2与NaOH溶液反应可得到NaHSO3、Na2SO3等。

①已知Na2SO3水溶液显碱性，原因是____________________(写出主要反应的离子方程式)，该溶液中，c(Na＋)______2c(SO32-)＋c(HSO3-)(填“＞”“＜”或“＝”)。

②在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中HSO3-、SO32-物质的量分数随pH变化曲线如图所示(部分)，根据图示，则SO32-的第一步水解平衡常数＝________。

Answer 1

【答案】2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-276.0kJ/mol 0.0875 mol/(L·s) 8 k正/k逆 < SO32-＋H2OHSO3-＋OH－ ＞ 10－6.8

【解析】

(1)依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②+③得到CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式；

(2)①根据v=计算出前5s内v(NO2)；

②

根据化学平衡常数K1=计算K1，进而计算2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化学平衡常数K=；

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化学平衡常数K=，化学反应达到平衡时v正=v逆，即k正c2(NO)c(O2)=k逆c2(NO2)，则=；结合平衡常数K与反应的热效应判断温度高低。

(3)①亚硫酸根离子水解导致溶液显示碱性，根据电荷守恒确定离子浓度的关系；

②根据水解平衡常数表达式结合图中数据来计算。

(1)①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H=-l59.5kJmol-1，②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=-160.5kJmol-1，③H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJmol-1，依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②+③得到CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式为2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-276.0KJ/mol；

(2)①根据表中数据计算出前2s内v(NO2)====0.0875mol/(Ls)；

②

根据化学平衡常数K1===0.125，所以2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化学平衡常数K==8；

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化学平衡常数K=，化学反应达到平衡时v正=v逆，即k正c2(NO)c(O2)=k逆c2(NO2)，则==K，即K=；温度改变为T2时其k正=k逆，则T2时化学平衡常数K=1，小于T1温度时化学平衡常数K=8，即T1→T2时，平衡逆向移动，而2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H＜0，所以温度改变是升高温度，T1＜T2；

(3)①亚硫酸根离子水解导致溶液显示碱性，原理是：SO32-+H2OHSO3-+OH-，所以，该溶液中，c(H+)＜c(OH-)，根据电荷守恒，则：c(Na＋)＞2c(SO32-)＋c(HSO3-)；

②亚硫酸根离子的水解平衡常数K= ，当pH=7.2时，SO32-、HSO3-浓度相等，所以K=c(OH-)=10-6.8。