Question

10．氢气是清洁能源，也是重要的化工原料．
（1）写出金属钠与水反应生成氢气的化学方程式：2Na+2H₂O=H₂↑+2NaOH．
（2）以H₂为原料制取氨气进而合成CO（NH₂）₂的反应如下：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃△H=-92.4kJ/mol   2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-86.98kJ/mol  则N₂（g）、H₂（g）与CO₂（g）反应生成CO（NH₂）₂（s）和H₂O（l）的热化学方程式为N₂（g）+3H₂（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-179.38KJ/mol．
（3）已知H₂S高温热分解制H₂的反应为H₂S（g）?H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）．在为2L的恒容密闭容器中，通入3.5mol H₂S，控制不同温度进行H₂S的分解实验，测得H₂S的平衡转化率与温度的关系如图所示．
①985℃时，反应经7min达到平衡，则上述反应从起始至7min内的反应速率v（S₂）=0.05mol/（L•min）．
②反应S₂（g）+2H₂（g）?2H₂S（g）的△H＜（填“＞”或“＜”）0．

Answer 1

分析 （1）钠和水反应生成氢氧化钠和氢气；
（2）根据已知方程式构建目标方程式结合盖斯定律来分析；
（3）①根据在985℃时，H₂S的转化率为40%，即可求出H₂S的物质的量的该变量，然后根据在反应中，物质的量的该变量之比等于计量数之比，即可求出S₂的物质的量的该变量，然后根据v=$\frac{△n}{\frac{V}{△t}}$来计算反应速率．
②据图可知，温度越高，H₂S的平衡转化率越高，则说明升高温度，反应H₂S=H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）平衡右移，反应吸热，据此判断．

解答 解：（1）钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，反应方程式为：2Na+2H₂O=H₂↑+2NaOH，故答案为：2Na+2H₂O=H₂↑+2NaOH；
（2）已知：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.40kJ•mol^-1 ①
2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-86.98kJ•mol^-1 ②
将①+②可得：N₂（g）+3H₂（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=（-92.4KJ/mol）+（-86.98KJ/mol）=-179.38KJ/mol，
故答案为：N₂（g）+3H₂（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-179.38KJ/mol；
（3）①在985℃时，H₂S的转化率为40%，H₂S的物质的量的该变量△n=3.5mol×40%=1.4mol，在反应中，物质的量的该变量之比等于计量数之比，故S₂的物质的量的该变量△n=0.7mol，故反应速率v（S₂）=$\frac{△n}{\frac{V}{△t}}$=$\frac{0.7mol}{\frac{2L}{7min}}$=0.05mol/（L•min），
故答案为：0.05mol/（L•min）；
②据图可知，温度越高，H₂S的平衡转化率越高，则说明升高温度，反应H₂S=H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）平衡右移，反应吸热，故反应S₂（g）+2H₂（g）=2H₂S（g）放热，即△H＜0，
故答案为：＜．

点评 本题考查了钠与水反应、反应热的计算、反应热的计算等知识，利用盖斯定律进行反应热的计算以及利用温度对平衡转化率的影响来分析反应吸热还是放热是解答关键，题目难度中等．