Question

【題目】碳、氮、硫及其化合物對生產(chǎn)、生活有重要的意義。

(1)以與為原料可合成尿素。已知：

①

②

③

寫出NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式________。

(2)高溫下，CO2與足量的碳在密閉容器中實(shí)現(xiàn)反應(yīng)：。向容積為1L的恒容容器中加入0.2molCO2，在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度隨溫度的變化如圖所示。則該反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)；某溫度下若向該平衡體系中再通入0.2molCO2，達(dá)到新平衡后，體系中CO的百分含量________(填“變大”、“變小”或“不變”)。

(3)一定量的與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：，平衡時(shí)體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示：

①650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后的轉(zhuǎn)化率為________。

②℃時(shí)，平衡常數(shù)________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓總壓體積分?jǐn)?shù))。

(4)與能發(fā)生反應(yīng)： 在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變原料氣配比進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)(各次實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同，也可能不同)，測定的平衡轉(zhuǎn)化率。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示：

①當(dāng)容器內(nèi)________(填標(biāo)號)不再隨時(shí)間的變化而改變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

A．氣體的壓強(qiáng) B．氣體的平均摩爾質(zhì)量 C．氣體的密度 D．的體積分?jǐn)?shù)

②如果要將圖中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>B點(diǎn)的平衡狀態(tài)，應(yīng)采取的措施是________。

③若A點(diǎn)對應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，的起始濃度為，經(jīng)過達(dá)到平衡狀態(tài)，該時(shí)段化學(xué)反應(yīng)速率________。

④圖中C、D兩點(diǎn)對應(yīng)的溫度分別為℃和℃，通過計(jì)算判斷________(填“”、“”或“”)。

Answer 1

【答案】 吸熱 變小 25% 0.5 D 降低溫度

【解析】

本題綜合考察蓋斯定律和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算，化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算常用三段式來進(jìn)行計(jì)算，對于反應(yīng)，用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式為：。

(1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算（1）+（2）-（3）得與合成尿素的熱化學(xué)方程式為：；，故本題答案為：；。

(2)隨著溫度的升高，CO2的物質(zhì)的量濃度逐漸減小，說明平衡正向移動(dòng)，因此該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)；恒容容器中充入二氧化碳可以看做，二氧化碳先與碳在其他容器反應(yīng)達(dá)到平衡后，再混合把體積縮小至原始體積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，則平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，達(dá)到新平衡后，體系中CO的百分含量減小，故本題答案為：吸熱；變��；

(3)由圖可以知道，650℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡后CO的體積分?jǐn)?shù)為40%，設(shè)開始反應(yīng)時(shí)加入的二氧化碳為1mol，轉(zhuǎn)化了x mol，則有：

所以 ，計(jì)算出x=0.25mol，則二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為25%；

℃時(shí)，一氧化碳和二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)均為50%， 則 ，故本題答案為：25%；0.5；

(4) ①A，反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變，氣體的壓強(qiáng)始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

B、氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量不變，氣體的平均摩爾質(zhì)量始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C、反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變氣體體積不變，氣體的密度始終不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C錯(cuò)誤；

D、NO2的體積分?jǐn)?shù)不變是平衡標(biāo)志，故D正確；因此，本題正確答案是：D；

②如果要將圖中C點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>B點(diǎn)的平衡狀態(tài)，平衡轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向進(jìn)行，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度平衡正向進(jìn)行，因此，本題正確答案是：降低溫度；

③A點(diǎn)平衡轉(zhuǎn)化率為50%，n(NO2)：n(SO2)=0.4，SO2(g)的起始濃度為comol /L，NO2起始濃度c(NO2)=0.4 comol /L，反應(yīng)的二氧化氮濃度=0. 4comol/ L×50%=0.2comol/L，該時(shí)段化學(xué)反應(yīng)速率V(NO2)= =mol/Lmin，因此，本題正確答案是：；

(4 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)，△H=-41.8kJ/mol，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，n(NO2)：n(SO2)=1，SO2(g)的起始濃度為comol/L，c(NO2)= comol/L，圖中C、D兩點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為Tc和Td，C點(diǎn)二氧化氮轉(zhuǎn)化率為50%，

平衡常數(shù)K=1。

D點(diǎn)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為40%，n(NO2)：n(SO2)=1.5，SO2(g)的起始濃度為comol/L，c(NO2)= 1.5comol/L，則

平衡常數(shù)K=1。

平衡常數(shù)相同，說明反應(yīng)溫度相同，Tc=Td，因此，本題正確答案：=。