Question

運用化學反應原理知識在工業(yè)生產(chǎn)中有重要意義。

（1） 工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)兩步反應生成尿素，兩步反應的能量變化示意圖如下：

則NH3(g)與CO2(g)反應生成尿素的熱化學方程式為___________?????????? _____。

（2）工業(yè)生產(chǎn)中用CO可以合成甲醇CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，ΔH＝－90.1 kJ·mol－1??? 在一定壓強下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2，在催化劑作用下反應生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②100 ℃時，該反應的化學平衡常數(shù)K＝_????????? ____(mol·L－1)－2；

③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（3）工業(yè)生產(chǎn)中用SO2為原料制取硫酸

①利用原電池原理，用SO2、O2和H2O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負極的電極反應式___???????????????? ____________。

②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應的電極反應式____?????????? ______。

（4）工業(yè)生產(chǎn)中用氨水吸收SO2

若將等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應，寫出該反應的離子方程式??????? ，所得溶液呈??????? 性。

 

Answer 1

【答案】

（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＋＋SO42-???? ②HSO3-＋H2O－2e－=SO42-＋3H＋

（4）SO2 + N H3+H2O= N H4++HSO3—? 酸性(1分)

【解析】

試題分析：（1）由圖示可知，兩步反應的完成的熱效應與一步完成的熱效應是相同的，將兩個反應相加可得2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l)　ΔH＝－134 kJ·mol－1。

（2）①根據(jù)化學方程式CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反應方向為氣體系數(shù)減小的方向，所以增大壓強，化學平衡向右移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以p1小于p2。

②根據(jù)“三段式”進行計算，CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)

初始濃度（mol?L?1）??? a/V???? 2a/V??????? 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?1）??? a/2V??? a/V???????? a/2V

平衡濃度（mol?L?1）??? a/2V??? a/V? ?????? a/2V

所以K=a/2V÷[a/2V×(a/V)2]= (V/a)2

在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH2，容器內(nèi)壓強增大，平衡向右移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大。

（3）①原電池負極發(fā)生氧化反應，SO2失去電子生成SO42?，配平得電極方程式：SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SO42-

②HSO3?在電解池的陽極發(fā)生氧化反應，失去電子轉(zhuǎn)化為SO42?：HSO3-＋H2O－2e－=SO42-＋3H＋

（4）等物質(zhì)的量的SO2與NH3溶于水充分反應，生成NH4HSO3，離子方程式為：SO2 +??????????????????? N H3+H2O=NH4++HSO3—? ，NH4HSO3為酸式鹽，在溶液中電離出H+，使溶液顯酸性。

考點：本題考查熱化學方程式的書寫、化學平衡的移動及計算、原電池及電解池原理、方程式的書寫。