Question

已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：。请回答下列问题：

(1)若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体。1 mol乙通入足量强酸溶液中与H＋反应，反应过程中的能量变化如图。写出乙的一种用途________________。该反应的热化学方程式为___________________________。

 

(2)若甲是CO2，用CO2和NH3反应可以合成尿素，合成尿素的反应分为如下两步。

第一步：2NH3(l)＋CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸铵)　ΔH1

第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)(尿素)　ΔH2

在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图Ⅰ所示。

 

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定。

②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图Ⅰ所示，则前10 min用CO2表示的第一步反应的速率为________。

③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如图Ⅱ所示，则ΔH2________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

 

Answer 1

(1)制氮肥　NH3(g)＋H＋(aq)===NH4+(aq)　ΔH＝－(b－c) kJ·mol－1

(2)①二　②0.148 mol·L－1·min－1　③＞

【解析】(1)甲是10电子的阳离子，再根据转化关系知甲为NH4+，乙为HN3，NH3可用于制氮肥等；题给反应的ΔH＝－(b－c)kJ·mol－1。(2)①由于第二步是液体间的反应，且氨基甲酸铵浓度较小，反应速率较慢，故合成尿素总反应的快慢由第二步决定。②Δc(CO2)＝(1 mol－0.26 mol)÷0.5 L＝1.48 mol·L－1，v(CO2)＝1.48 mol·L－1÷10 min＝0.148 mol·L－1·min－1。由第二步反应的平衡常数K随温度变化的图像可知，温度升高，化学平衡常数K增大，故温度升高化学平衡向正反应方向移动，故正反应方向吸热，即ΔH2＞0。