Question

氨是最重要的化工产品之一．
（1）合成氨用的氢气可以用甲烷为原料制得：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
则消耗1molCH₄吸热

 

．
（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：
[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO?CO（l）△H＜0
吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是

 

．（填写选项编号）
A．高温、高压    B．高温、低压  C．低温、低压    D．低温、高压
（3）将净化后的气体充入一体积不变的密闭容器中，发生反应：N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1．达到平衡后，能加快反应速率且提高H₂转化率的措施有

 

A．升高温度     B．增加N₂的用量    C．将NH₃液化    D．充入Ne
（4）用氨气制取尿素[CO（NH₂）₂]的反应为：
2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）△H＜0
某温度下，向容积为1L的密闭容器中通入4mol NH₃和2mol CO₂，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%．
①该温度下此反应平衡常数K的值为

 

．此时若再向容器内充入2mol NH₃、1mol CO₂、1mol CO（NH₂）₂、1mol H₂O（g），则反应

 

（填“正向移动”、“逆向移动”或“处于平衡状态”）
②图中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH₃浓度变化，则25s内用CO₂表示的反应速率为

 

mol?L^-1?s^-1．
③若保持其它条件不变，请在图中用实线画出使用催化剂时NH₃浓度变化曲线．
（5）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵．已知弱电解质在水中的电离平衡常数（25℃）如下表：

弱电解质	H2CO3	NH3?H2O
电离平衡常数	Ka1=4.30×10-7    Ka2=5.61×10-11	Kb=1.77×10-5

现有常温下0.1mol?L^-1的（NH₄）₂CO₃溶液，你认为该溶液呈

 

性（填“酸”、“中”、“碱”），原因是

 

．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,化学平衡的计算,弱电解质在水溶液中的电离平衡

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）运用盖斯定律解答，利用盖斯定律解答，从待求反应出发，分析待求反应中的反应物和生成物在已知反应中的位置，通过相互加减可得；
（2）依据平衡移动方向分析判断需要的条件；
（3）依据平衡移动理论和转化率的计算公式解答；
（4）①利用三段式法计算K的数值；通过比较Qc和K的大小，看移动方向；
②据v=

△c

△t

求算；
③依据催化剂的作用画出图象；
（5）依据弱电解质电离平衡常数比较弱电解质强弱，盐类水解原理分析判断溶液酸碱性．

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
据盖斯定律，①+②-3×③得：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）△H=+158.7KJ/mol，故答案为：158.7KJ；
（2）吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，依据化学平衡[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO?CO（l）；△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，平衡逆向进行是再生的原理，再生的适宜条件是高温低压；
故答案为：B；
（3）A、反应放热，升温时平衡逆向移动，氢气转化率降低，故A错误；
B、增大氮气的用量，氮气浓度增大，平衡正向移动，氢气转化率增大且反应速率加快，故B正确；
C、将氨气液化，氨气浓度减小，反应速率减慢，故C错误；
D、体积不变充入Ne气，对反应没有影响，故D错误．
故选：B．
（4）①2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）
反应前（mol/L）   4         2           0             0
反应了（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，平衡正向移动，故答案为：0.25；正向移动；
②v（NH₃）=

△c(NH3)

△t

=

1.5mol/L

25s

=0.06mol/L，速率之比等于化学计量数之比，所以v（CO₂）=0、03mol/L，故答案为：0.03；
③图中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH₃浓度变化．使用催化剂时，改变反应速率，不改变化学平衡，该反应的进程曲线为，曲线的转折点在横坐标40之前，纵坐标必需在2的线上，如图为，
故答案为：；
（5）分析电离平衡常数可知电离程度，NH₃?H₂O＞H₂CO₃＞HCO₃^-，对应盐水解程度NH₄⁺＜HCO^3-＜CO₃^2-，常温下0.1mol?L^-1的（NH₄）₂CO₃溶液呈碱性，由于NH₃?H₂O的电离平衡常数大于HCO₃^-的电离平衡常数，因此CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺水解程度，溶液中c （OH^-）＞c（H⁺），溶液呈碱性；
故答案为：碱，由于NH₃?H₂O的电离平衡常数大于HCO₃^-的电离平衡常数，因此CO₃^2-水解程度大于NH₄⁺水解程度，溶液中c （OH^-）＞c（H⁺），溶液呈碱性．

点评：本题考查了盖斯定律，化学平衡影响因素分析，影响化学反应速率及转化率的因素，化学平衡常数的求算，催化剂对可逆反应的影响，电解质溶液中离子浓度关系的应用判断，掌握基础是关键，题目有一定难度．