Question

19．氨是最重要的化工產(chǎn)品之一．
（1）已知化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下
①CO₂（g）=CO（g）+1/2O₂（g）△H=+282KJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
③1/2O₂（g）+H₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol．
合成氨用的氫氣可以用甲烷為原料制得，寫出CH₄（g）與H₂O（g）反應(yīng)生成CO（g）和H₂（g）的熱化學(xué)方程式為CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1kJ•mol^-1
（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(dāng)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B．（填寫選項(xiàng)編號(hào)）
A．高溫、高壓       B．高溫、低壓      C．低溫、低壓    D．低溫、高壓
（3）用氨氣制取尿素[CO（NH₂）₂]的反應(yīng)為：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）△H＜0
某溫度下，向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH₃和2molCO₂，該反應(yīng)進(jìn)行到40s時(shí)達(dá)到平衡，此時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%．該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)K的值為2500，ν（NH₃）=5×10^-4mol•L^-1•S^-1，判斷該反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)為ABC
A、壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變；B、氣體的密度不隨時(shí)間改變 C、C（NH₃）不隨時(shí)間改變 D、ν_正（NH₃）=ν_正（CO）
（4）NH₃與NaClO反應(yīng)可得到肼（N₂H₄），該化學(xué)方程式為2NH₃+NaClO=NaCl+N₂H₄+H₂O．

Answer 1

分析 （1）①CO₂（g）═CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+282KJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
由蓋斯定律②-③×3+①計(jì)算；
（2）依據(jù)平衡移動(dòng)方向分析判斷需要的條件；
（3）根據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算平衡濃度，計(jì)算平衡常數(shù)和反應(yīng)速率；
依據(jù)達(dá)到平衡時(shí)正逆反應(yīng)速率是否相等且不等于零這一平衡的標(biāo)志和達(dá)到平衡時(shí)各組分的量保持不變這一平衡的特征來判定；
（4）根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)有升必有降，所以NH₃與NaClO反應(yīng)生成肼（N₂H₄）、氯化鈉和水．

解答 解：（1）①CO₂（g）═CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+282KJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
由蓋斯定律②-③×3+①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1，
故答案為：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1；
（2）吸收CO后的乙酸銅氨液經(jīng)過適當(dāng)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(xué)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(jìn)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）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）．依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念寫出平衡常數(shù)K=$\frac{c（H{\;}_{2}O）}{c（CO{\;}_{2}）c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}$，向容積為10L的密閉容器中通入2mol NH₃和1molCO₂，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%，
                2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  0.04        0.02         0            0
變化量（mol/L）  0.02        0.01          0         0.01
平衡量（mol/L）    0.02        0.01         0        0.01
K=$\frac{c（H{\;}_{2}O）}{c（CO{\;}_{2}）c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}$=$\frac{0.01}{0.02{\;}^{2}×0.01}$=2500，ν（NH₃）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.02mol/L}{40s}$=5×10^-4 mol•L^-1•S^-1；
A．因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體系數(shù)不等，所以壓強(qiáng)不隨時(shí)間改變能說明達(dá)到平衡，故A符合；
B．因?yàn)榉磻?yīng)前后質(zhì)量在變，又體積不變，所以氣體的密度不隨時(shí)間改變能說明達(dá)到平衡，故B符合；
C．C（NH₃）不隨時(shí)間改變能說明達(dá)到平衡，故C符合；
D．ν_正（NH₃）=ν_正（CO）未指明逆反應(yīng)方向，所以不能說明達(dá)平衡狀態(tài)，故D不符合；
故答案為：2500；5×10^-4 mol•L^-1•S^-1；ABC；
（4）因?yàn)檠趸�還原反應(yīng)化合價(jià)有升必有降，所以NH₃與NaClO反應(yīng)生成肼（N₂H₄）、氯化鈉和水，反應(yīng)方程式為2NH₃+NaClO=NaCl+N₂H₄+H₂O，故答案為：2NH₃+NaClO=NaCl+N₂H₄+H₂O．

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式熟悉方法和蓋斯電極計(jì)算應(yīng)用，化學(xué)平衡計(jì)算以及平衡狀態(tài)的判斷等，平衡常數(shù)概念的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．