题目内容

【题目】按要求回答下列问题:

1)以CO2NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:

反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4s H1

反应Ⅱ:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2= +72.49kJ/mol

总反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H3= -86.98kJ/mol

①反应Ⅰ的H1=______________

②一定温度下,在体积固定的密闭容器中按 nNH3:nCO2=2:1 进行反应Ⅰ,下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是_______(填序号)。

A 容器内气体总压强不再变化

B NH3CO2的转化率相等

C 容器内混合气体的密度不再变化

2)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示:

t/

700

800

830

1 000

1 200

K

0.6

0.9

1.0

1.7

2.6

回答下列问题:

①该反应的化学平衡常数表达式为K___________

②该反应为____________(填吸热放热)反应。

③某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为________℃。

④在800 ℃时,发生上述反应,某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L1c(H2)为1.5 mol·L1c(CO)为1 mol·L1c(H2O)为3 mol·L1,此时反应向________(填正向逆向)进行。

3)工业上从废铅蓄电池废液回收铅的过程中,常用纯碱溶液与处理后的铅膏(主要含PbSO4)发生反应:PbSO4s)+CO32aqPbCO3s)+SO42aq)。已知溶度积常数:KspPbSO4=1.6×10-8,KspPbCO3=7.4×10-14,则该反应的化学平衡常数K =____

【答案】-159.47 kJ/mol AC cCOcH2O/cCO2cH2 吸热 830 逆向 2.2×1052.16×105

【解析】

(1) ①根据盖斯定律计算;②根据反应达到化学平衡状态的特征进行分析判断;

(2)①根据平衡常数表达式书写;②根据影响平衡常数的因素进行分析;③根据浓度商和平衡常数的关系判断反应进行的方向;

(3)根据溶度积和平衡常数表达式进行计算。

(1)①反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4sH1

反应Ⅱ:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)H2= +72.49kJ/mol

总反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)H3= -86.98kJ/mol

根据盖斯定律计算:H1=H3-H2=-86.98kJ/mol-72.49kJ/mol=-159.47 kJ/mol,故答案:-159.47 kJ/mol

A.根据2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)反应可知,反应前后气体体积减小,容器内气体总压强不再变化说明反应达到平衡状态,故A正确;

B.转化率与起始量和变化量有关,所以NH3CO2的转化率相等,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;

C.根据2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)反应可知, 反应前后气体质量变化,气体体积不变,容器内混合气体的密度不再变化说明反应达到平衡状态,故C正确;

故答案为:AC

(2) ①因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K= ,故答案为:K=
②化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度平衡向吸热的方向移动,由表可知:升高温度,化学平衡常数增大,说明化学平衡正向移动,因此正反应方向吸热反应,故答案为:吸热;

③某温度下,因为平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),所以=1,根据表格可知:温度为830℃时K=1,所以此时的温度为830℃,故答案:830

④已知800 ℃时,K=0.9。某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)2 mol·L1c(H2)1.5 mol·L1c(CO)1 mol·L1c(H2O)3 mol·L1,根据Qc===1>0.9,此时反应向逆反应方向进行,故答案:逆向;

(3)Ksp(PbCO3)= 7.4×10-14Ksp (PbSO4)= 1.6×10-8,在水溶液中进行PbSO4(s)+CO32(aq)PbCO3(s)+SO42(aq)反应,反应的平衡常数K=====2.16×1052.2×105,故答案:2.2×1052.16×105

练习册系列答案
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1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO23molH2,在500℃下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。实验测得CO2(g)CH3OH(g)的浓度随时间变化如图1所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=__

②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是__热(填)反应。

③该反应的平衡常数K__(保留两位小数)。若提高温度到800℃进行,达平衡时,K__(填增大减小不变),

500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω__

.2)工业上可利用煤的气化产物(COH2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:

2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) H=-90.8kJmol-1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) H=-23.5kJmol-1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-41.3kJmol-1

总合成反应的热化学方程式为__

3)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__(填字母代号)。

A.高温高压

B.加入催化剂

C.减少CO2的浓度

D.增加CO的浓度

E.分离出二甲醚

4)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K=400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

物质

CH3OH

CH3OCH3

H2O

c/molL-1

0.44

0.60

0.60

此时,v()__v()(填“>”“<”“=”)。

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