Question

【題目】碳、氮、硫的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在。請(qǐng)回答：

（1）以CO2與NH3為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

寫出CO2與NH3合成尿素和氣態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式____________。

（2）T1溫度時(shí)在容積為2L的恒容密閉容器中只充入1.00molNO2氣體發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H<0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得：v正=k正c2(NO)·c(O2)，v逆=k逆c2(NO2)，

k正、k逆為速率常數(shù)只受溫度影響。不同時(shí)刻測(cè)得容器中n(NO2)如下表：

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

①從0～2s該反應(yīng)的平均速率v(NO2)=___________。

②T1溫度時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K=___________mol-1·L。

③化學(xué)平衡常數(shù)K與速率常數(shù)k正、k逆的數(shù)學(xué)關(guān)系是K=___________。若將容器的溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí)其k正=k逆，則T1__________T2 (填“>”、“<”或“=”)。

（3）常溫下，用SO2與NaOH溶液反應(yīng)可得到NaHSO3、Na2SO3等。

①已知Na2SO3水溶液顯堿性，原因是____________________(寫出主要反應(yīng)的離子方程式)，該溶液中，c(Na＋)______2c(SO32-)＋c(HSO3-)(填“＞”“＜”或“＝”)。

②在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中HSO3-、SO32-物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH變化曲線如圖所示(部分)，根據(jù)圖示，則SO32-的第一步水解平衡常數(shù)＝________。

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)依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算①+②+③得到CO2與NH3合成尿素和氣態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式；

(2)①根據(jù)v=計(jì)算出前5s內(nèi)v(NO2)；

②

根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)K1=計(jì)算K1，進(jìn)而計(jì)算2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化學(xué)平衡常數(shù)K=；

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化學(xué)平衡常數(shù)K=，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆，即k正c2(NO)c(O2)=k逆c2(NO2)，則=；結(jié)合平衡常數(shù)K與反應(yīng)的熱效應(yīng)判斷溫度高低。

(3)①亞硫酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯示堿性，根據(jù)電荷守恒確定離子濃度的關(guān)系；

②根據(jù)水解平衡常數(shù)表達(dá)式結(jié)合圖中數(shù)據(jù)來計(jì)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，依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算①+②+③得到CO2與NH3合成尿素和氣態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=-276.0KJ/mol；

(2)①根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出前2s內(nèi)v(NO2)====0.0875mol/(Ls)；

②

根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)K1===0.125，所以2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化學(xué)平衡常數(shù)K==8；

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g)化學(xué)平衡常數(shù)K=，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)v正=v逆，即k正c2(NO)c(O2)=k逆c2(NO2)，則==K，即K=；溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí)其k正=k逆，則T2時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K=1，小于T1溫度時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)K=8，即T1→T2時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，而2NO(g)+O2(g)2NO2(g)△H＜0，所以溫度改變是升高溫度，T1＜T2；

(3)①亞硫酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯示堿性，原理是：SO32-+H2OHSO3-+OH-，所以，該溶液中，c(H+)＜c(OH-)，根據(jù)電荷守恒，則：c(Na＋)＞2c(SO32-)＋c(HSO3-)；

②亞硫酸根離子的水解平衡常數(shù)K= ，當(dāng)pH=7.2時(shí)，SO32-、HSO3-濃度相等，所以K=c(OH-)=10-6.8。