Question

运用化学反应原理知识在工业生产中有重要意义。
（1） 工业生产可以用NH₃(g)与CO₂(g)经两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下：

则NH₃(g)与CO₂(g)反应生成尿素的热化学方程式为___________          _____。
（2）工业生产中用CO可以合成甲醇CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，ΔH＝－90.1 kJ·mol^－1   在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p₁________p₂(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝_         ____(mol·L^－1)^－2；
③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH₂，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（3）工业生产中用SO₂为原料制取硫酸
①利用原电池原理，用SO₂、O₂和H₂O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式___                ____________。
②用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式____          ______。

（4）工业生产中用氨水吸收SO₂
若将等物质的量的SO₂与NH₃溶于水充分反应，写出该反应的离子方程式       ，所得溶液呈       性。

Answer 1

（1）2NH₃(g)＋CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l)　ΔH＝－134 kJ·mol^－1
（2）①小于　②(V/a)²　③增大  
（3）①SO₂＋2H₂O－2e^－=4H^＋＋SO₄^2-    ②HSO₃^-＋H₂O－2e^－=SO₄^2-＋3H^＋
（4）SO₂ + NH₃+H₂O= NH₄⁺+HSO₃^— 酸性(1分)

试题分析：（1）由图示可知，两步反应的完成的热效应与一步完成的热效应是相同的，将两个反应相加可得2NH₃(g)＋CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l)　ΔH＝－134 kJ·mol^－1。
（2）①根据化学方程式CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，正反应方向为气体系数减小的方向，所以增大压强，化学平衡向右移动，CO的转化率增大，所以p₁小于p₂。
②根据“三段式”进行计算，CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)
初始浓度（mol?L?¹）    a/V     2a/V        0
转化浓度（mol?L?¹）    a/2V    a/V         a/2V
平衡浓度（mol?L?¹）    a/2V    a/V        a/2V
所以K=a/2V÷[a/2V×(a/V)²]= (V/a)²
在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH₂，容器内压强增大，平衡向右移动，CO的转化率增大。
（3）①原电池负极发生氧化反应，SO₂失去电子生成SO₄²?，配平得电极方程式：SO₂＋2H₂O－2e^－=4H^＋＋SO₄^2-
②HSO₃?在电解池的阳极发生氧化反应，失去电子转化为SO₄²?：HSO₃^-＋H₂O－2e^－=SO₄^2-＋3H^＋
（4）等物质的量的SO₂与NH₃溶于水充分反应，生成NH₄HSO₃，离子方程式为：SO₂ +                    NH₃+H₂O=NH₄⁺+HSO₃^— ，NH₄HSO₃为酸式盐，在溶液中电离出H⁺，使溶液显酸性。