Question

運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)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(yīng)生成尿素，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)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(qiáng)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(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”)；

②100 ℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)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(dá)到新平衡時(shí)，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(lái)制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請(qǐng)寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)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(qǐng)寫出開(kāi)始時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)的電極反應(yīng)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(yīng)，寫出該反應(yīng)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(yīng)的完成的熱效應(yīng)與一步完成的熱效應(yīng)是相同的，將兩個(gè)反應(yīng)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(xué)方程式CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w系數(shù)減小的方向，所以增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡向右移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以p1小于p2。

②根據(jù)“三段式”進(jìn)行計(jì)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(qiáng)增大，平衡向右移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大。

（3）①原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，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(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，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(yīng)，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(diǎn)：本題考查熱化學(xué)方程式的書(shū)寫、化學(xué)平衡的移動(dòng)及計(jì)算、原電池及電解池原理、方程式的書(shū)寫。