Question

【題目】Ⅰ.利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2)，已知重整過(guò)程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

① CH4(g) = C(s)+2H2(g) △H= + 75.0 kJ·mol—1

② CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g) △H = + 41.0 kJ·mol—1

③ CO(g)+H2(g) = C(s)+H2O(g) △H = -131.0 kJ·mol—1

反應(yīng)CO2(g)+CH4(g) = 2CO(g)+2H2(g)的△H =___________kJ·mol—1。

II．用CO合成尿素的反應(yīng)為：2NH3(g) + CO(g)CO(NH2)2(g) + H2(g) ΔH ＜0。

（1）T ℃時(shí)，向體積為2 L的恒容密閉容器中，充入2 molNH3和1 mol CO發(fā)生反應(yīng)。

① 5 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，CO的轉(zhuǎn)化率為80%，則5 min內(nèi)NH3的平均反應(yīng)速率為________，此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為 ____________ 。

②對(duì)該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是______（填字母）。

A．若容器內(nèi)氣體密度不變，則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B．反應(yīng)達(dá)到平衡后，其它條件不變，升高溫度，尿素的百分含量增大

C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，其它條件不變，在原容器中充入一定量氦氣，CO的轉(zhuǎn)化率不變

D．反應(yīng)達(dá)到平衡后，其它條件不變，充入一定量NH3，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但K值不變

（2）若保持恒溫恒容條件，將物質(zhì)的量之和為3 mol的NH3和CO以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果如圖所示：若圖中c表示平衡體系中尿素的體積分?jǐn)?shù)，則b表示________的轉(zhuǎn)化率。當(dāng)尿素含量最大時(shí),則=______，此時(shí)，對(duì)于該反應(yīng)既能增大反應(yīng)速率又能提高尿素體積分?jǐn)?shù)的措施為_____。

Ⅲ.下圖是鉻酸銀(Ag2CrO4)T ℃時(shí)，在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線(xiàn)。

（1）向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4______（填“能”或“不能”）使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)?/span>X點(diǎn)

（2）圖中ɑ = _________ 。

Answer 1

【答案】 +247 0.16molL1min1 40 CD NH3 2或2:1 按物質(zhì)的量之比為 2∶1 再加入 NH3 和 CO增大壓強(qiáng) 不能 ×10－4（或1.4×10－4）

【解析】Ⅰ.根據(jù)蓋斯定律可得①+②-③可得反應(yīng)：CO2(g)+CH4(g) = 2CO(g)+2H2(g)則△H =△H1+△H2 -△H3=+75.0 kJ·mol—1+41.0 kJ·mol—1-（-131.0 kJ·mol—1）=+247.0 kJ·mol—1；

II．（1）平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為80%，則平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.2mol

2NH3(g) + CO(g)CO(NH2)2(g) + H2(g)

開(kāi)始時(shí)的濃度/mol/L 1 0.5 0 0

改變的濃度/mol/L 0.8 0.4 0.4 0.4

平衡時(shí)的濃度/mol/L 0.2 0.1 0.4 0.4

①5 min內(nèi)NH3的平均反應(yīng)速率為=0.16mol/(Lmin)，此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K==40；

②A、參與反應(yīng)的物質(zhì)都是氣體，氣體的總質(zhì)量保持不變，在恒容密閉容器中，反應(yīng)的密度始終保持不變，故容器內(nèi)氣體密度不變不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，尿素的百分含量降低，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、反應(yīng)達(dá)到平衡后，其它條件不變，在原容器中充入一定量氦氣，參與反應(yīng)的物質(zhì)的總壓不變，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變，選項(xiàng)C正確；D、反應(yīng)達(dá)到平衡后，其它條件不變，充入一定量NH3，反應(yīng)物的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但溫度不變，K值不變，選項(xiàng)D正確；答案選CD。

（2）根據(jù)圖像信息可知，NH3和CO以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng)，隨差氨碳比的增大，氨氣的轉(zhuǎn)化率降低，且當(dāng)氨碳比為2：1時(shí)，按題干（1）的條件達(dá)平衡時(shí)氨氣和CO的轉(zhuǎn)化率都為80%，符合圖像，故b表示氨氣的轉(zhuǎn)化率；當(dāng)=2時(shí)，尿素含量最大, 再加入 NH3 和 CO或增大壓強(qiáng)都能使化學(xué)反應(yīng)速率增大且能使平衡向正方向移動(dòng)，提高尿素的體積分?jǐn)?shù)；

Ⅲ. （1）向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4，c(CrO42—)增大，則c(Ag＋)降低，而X點(diǎn)與Y點(diǎn)的c(Ag＋)相同，故不能使溶液由Y點(diǎn)變?yōu)?/span>X點(diǎn)；

（2）T ℃時(shí)，圖中Ksp=c2(Ag+)c(CrO42—)=(1×10-3mol/L)2×1×10-5mol/L=1×10-11(mol/L)3,Z點(diǎn)c(CrO42—)=5×10-4mol/L，根據(jù)Ksp=c2(Ag+)c(CrO42—)得：c2(Ag+)===2×10-6(mol/L)2，c(Ag+)=×10-3(mol/L)2，即ɑ =×10-3(mol/L)2。