题目内容
运用化学反应原理知识在工业生产中有重要意义。
(1) 工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为___________ _____。
(2)工业生产中用CO可以合成甲醇CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),ΔH=-90.1 kJ·mol-1 在一定压强下,容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=_ ____(mol·L-1)-2;
③在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a molH2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)工业生产中用SO2为原料制取硫酸
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式___ ____________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式____ ______。
(4)工业生产中用氨水吸收SO2
若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,写出该反应的离子方程式 ,所得溶液呈 性。
(1) 工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为___________ _____。
(2)工业生产中用CO可以合成甲醇CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),ΔH=-90.1 kJ·mol-1 在一定压强下,容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=_ ____(mol·L-1)-2;
③在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a molH2,达到新平衡时,CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)工业生产中用SO2为原料制取硫酸
①利用原电池原理,用SO2、O2和H2O来制备硫酸,该电池用多孔材料作电极,它能吸附气体,同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式___ ____________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式____ ______。
(4)工业生产中用氨水吸收SO2
若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,写出该反应的离子方程式 ,所得溶液呈 性。
(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 + NH3+H2O= NH4++HSO3— 酸性(1分)
(2)①小于 ②(V/a)2 ③增大
(3)①SO2+2H2O-2e-=4H++SO42- ②HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
(4)SO2 + NH3+H2O= NH4++HSO3— 酸性(1分)
试题分析:(1)由图示可知,两步反应的完成的热效应与一步完成的热效应是相同的,将两个反应相加可得2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH=-134 kJ·mol-1。
(2)①根据化学方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),正反应方向为气体系数减小的方向,所以增大压强,化学平衡向右移动,CO的转化率增大,所以p1小于p2。
②根据“三段式”进行计算,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
初始浓度(mol?L?1) a/V 2a/V 0
转化浓度(mol?L?1) a/2V a/V a/2V
平衡浓度(mol?L?1) a/2V a/V a/2V
所以K=a/2V÷[a/2V×(a/V)2]= (V/a)2
在其它条件不变的情况下,再增加a mol CO和2a molH2,容器内压强增大,平衡向右移动,CO的转化率增大。
(3)①原电池负极发生氧化反应,SO2失去电子生成SO42?,配平得电极方程式:SO2+2H2O-2e-=4H++SO42-
②HSO3?在电解池的阳极发生氧化反应,失去电子转化为SO42?:HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+
(4)等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,生成NH4HSO3,离子方程式为:SO2 + NH3+H2O=NH4++HSO3— ,NH4HSO3为酸式盐,在溶液中电离出H+,使溶液显酸性。
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