Question

【題目】CO是合成尿素、甲酸的原料。

（1）在l00kPa和TK下，由穩(wěn)定單質生成1mol化合物的焓變稱為該物質在TK時的標準摩爾生成焓，用符號△H0表示。已知石墨和一氧化碳的燃燒熱分別為393．5kJ/mol和283．0 kJ/mol，則CO(g)的△H0=________。

（2）合成尿素的反應：2NH3(g)+CO (g)=CO(NH2)2(g)+H2(g) △H = - 81．0kJ/mol；T℃時，在體積為2L的恒容密閉容器中，將2 mol的NH3和1mol CO混合反應，5 min時，NH3的轉化率為80%。則0—5min平均反應速率為v(CO)= 。

則：K1 126.5（填“>”或“< ”）；其判斷理由是 。若保持恒溫恒容條件，將物質的量之和為3 mol的NH3和CO以不同的氨碳比進行反應，結果如圖所示：

若圖中c表示平衡體系中尿素的體積分數(shù)，則a表示________的轉化率。

②當= 時，尿素含量最大；此時，對于該反虛既能增大正反應速率又能使平衡正向移動的措施是 （寫一種）。

（3）通過人工光合作用可將CO轉化成HCOOH。已知常溫下，濃度均為0.1 mol／L的HCOOH和HCOONa混合溶液pH =3.7，則HCOOH的電離常數(shù)Ka= （已知lg2=0.3）。用電化學可消除HCOOH對水質造成的污染，其原理是電解CoSO4、稀硫酸和HCOOH混合溶液，用電解產(chǎn)生的Co3+將HCOOH氧化成CO2。

①Co3+氧化HCOOH的離子方程式為 ；

②忽略體積變化，電解前后Co2+的濃度將 （填“增大”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】（1）-110.5 kJ/mol（2）0.08mol/(L·min) ＜；合成尿素的反應為放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，K減小①CO②2；按物質的量之比為2：1加入NH3和CO

（3）2×10－4 ①2Co3＋＋HCOOH＝CO2＋2Co2＋＋2H＋ ② 不變

【解析】

試題分析：（1）石墨和一氧化碳的燃燒熱△H分別為-393.5kJ/mol和-283.0kJ/mol，的燃燒熱的熱化學方程式為①C（s）+O2（g）＝CO2（g）△H=-393.5kJmol-1

CO（g）+1/2O2（g）＝CO2（g）△H=-283.0kJmol-1

依據(jù)蓋斯定律計算①-②，得到C（s）+1/2O2（g）＝CO（g）

△H0＝-110.5 kJ/mol，CO（g）的△H0為-110.5 kJ/mol。

（2）5 min時，NH3的轉化率為80%，消耗氨氣是1.6mol，根據(jù)方程式可知消耗CO是0.8mol，濃度是0.8mol÷2L＝0.4mol/L，則0—5min平均反應速率為v(CO)=0.4mol/L÷5min＝0.08mol/(L·min)。由于合成尿素的反應為放熱反應，溫度升高，平衡向逆反應方向移動，所以K減小。

①增大氨氣的濃度提高CO的轉化率，則a表示CO的轉化率。

②根據(jù)圖像可知當=2時，尿素含量最大；此時，對于該反應既能增大正反應速率又能使平衡正向移動的措施是按物質的量之比為2：1加入NH3和CO。

（3）已知常溫下，濃度均為0.1 mol／L的HCOOH和HCOONa混合溶液pH =3.7，即氫離子濃度約是2×10－4mol/L，由于溶液中甲酸根和甲酸的濃度都約是0.1mol/L，所以HCOOH的電離常數(shù)Ka=2×10－4。

①Co3+氧化HCOOH的離子方程式為2Co3＋＋HCOOH＝CO2＋2Co2＋＋2H＋；

②根據(jù)原子守恒可知，忽略體積變化，電解前后Co2+的濃度將不變。