题目内容
2.(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示.A点的正反应速率v正(CO2)>B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”、“<”或“=”);氨气的平衡转化率为75%.
(2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物.将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s) 将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:
| 温度(℃) | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
| 平衡气体总浓度(10-3mol/L) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
A.△H<0,△S<0 B.△H>0,△S<0 C.△H>0,△S>0,D.△H<0,△S>0.
分析 (1)图象分析氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变,说明B点反应达到平衡状态,A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量,说明反应正向进行达到平衡状态,A点的正反应速率大于B点的正反应速率;依据氨气的体积分数结合平衡三段式列式计算平衡转化率;
(2)①根据表中的数据分析:温度越高,则平衡气体的总浓度越大,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应反应是放热反应;
反应物是气体,产物是固体,该反应是熵减小的过程,依此进行判断.
解答 解:(1)氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变,说明B点反应达到平衡状态,A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量,说明反应正向进行达到平衡状态,A点的正反应速率大于B点的正反应速率,故v正(CO2)>v逆(CO2);
设氨气为50mol,二氧化碳为50mol,氨气消耗的物质的量x,开始氨气体积分数为50%,则
2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)
起始量(mol) 50 50 0 0
变化量(mol) x 0.5x 0.5x 0.5x
平衡量(mol) 50-x 50-0.5x 0.5x 0.5x
平衡时氨气的体积分数为20%,故$\frac{50-x}{50-0.5x+50-x+0.5x}×100%$=20%;解得x=37.5mol,
故氨气的平衡转化率=$\frac{37.5mol}{50mol}×100%$=75%,
故答案为:>;75%;
(2)①根据表中的数据分析:温度越高,则平衡气体的总浓度越大,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应反应是放热反应,故△H<0;
反应物是气体,产物是固体,该反应是熵减小的过程,即,△S<0,
故选A.
点评 本题考查化学反应速率及转化率的相关计算、化学平衡的移动原理等知识,难度中等.
| 选项 | a中试剂 | b中试剂 | 实验现象 | |
| A | 1mL12mol•L-1浓盐酸0.5gMnO2 | 0.1gCaCO3、1mL 2mol•L-1盐酸 | 红墨水褪色,U形管中液面左右基本持平 | |
| B | 0.1gNa3mol水 | 0.1gNa 3mol乙醇 | 反应开始阶段,反应结束静置一段时间后U形管中液面都是左低右高 | |
| C | 3mL浓硫酸、铁钉 | 3mLNaCl溶液、铁钉 | 铁钉均生锈,U形管中液面左高右低 | |
| D | 3mL水 | 3mL饱和FeSO4溶液 | 一段时间后,U形管中液面左低右高,b管溶液中出现红褐色浑浊物 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| 实验 | 实验目的 | |
| A | 乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热一段时间,对混合液直接蒸馏 | 制备纯净的乙酸乙酯 |
| B | 将某气体通入品红溶液,溶液褪色 | 检验气体中的SO2 |
| C | 测定等物质的量浓度的HCOOK和K2S溶液的pH | 比较Ka(HCOOH)和Ka2(H2S)的大小 |
| D | 向等体积等浓度的H2O2溶液中分别加入5滴等浓度的CuSO4和KMnO4溶液,观察气体产生的速度 | 比较CuSO4和KMnO4的催化效果 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| 序号 | 实验目的 | 实验设计 |
| A | 证明CH2═CHCHO中含有碳碳双键 | 滴入KMnO4酸性溶液,看紫红色是否褪去 |
| B | 鉴别碳酸钠溶液与碳酸氢钠溶液 | 分别加入少量的氢氧化钠溶液,观察现象 |
| C | 实验室制取少量O2气体 | 将蒸馏水滴入过氧化钠固体中,用排水法收集产生的气体 |
| D | 除去硫酸铜溶液中少量的硫酸铁 | 加入过量铜粉,充分反应后过滤 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | H2O、CO2 | B. | MgF2、H2O2 | C. | NaOH、Ba(OH)2 | D. | NaCl、KCl |