(2014•江西二模)近些年来,世界各地频现种种极端天气.二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这

(2014•江西二模)近些年来,世界各地频现种种极端天气.二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这些化合物的综合处理具有重要意义.
(1)工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素,其总反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH22(l)+H2O(l)△H<0,该反应在______(填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行.
(2)已知合成尿素分两步进行:
第1步:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H1<0
第2步:NH2COONH4(s)⇌CO(NH22(l)+H2O(l)△H2>0
下列示意图中[a表示2NH3(g)+CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH22(l)+H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是(填序号)______.

(3)合成尿素过程中,当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时,NH3的转化率随时间的变化关系如图所示.

①A点的逆反应速率v(CO2)______B点的逆反应速率v(CO2)(填“<”“>”或“=”).
②达到平衡时,CO2的转化率为______.
(4)活性炭可用于处理大气污染物NO,在某1L恒容密闭容器中加入0.100mol NO和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F.当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:
物质
n/mol
T/℃
活性炭 NO E F
T1 2.000 0.040 0.030 0.030
T2 2.005 0.050 0.025 0.025
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式______.
②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1,在T2℃时的平衡常数为K2.计算K1=
[9/16]
[9/16]
,根据题给信息判断,T1和T2的关系是______.
A.T1>T2 B.T1<T2 C.无法比较
③若密闭容器为容积可变,根据化学反应原理,分析增加压强对该反应的影响______.
黄荆joyce 1年前 已收到1个回答 举报

coconana666 花朵

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解题思路:(1)依据反应自发进行的判断依据△H-T△S<0分析判断;
(2)根据反应物和生成物的能量高低与反应吸放热之间的关系来判断;
(3)①由CO2的转化率随时间变化图可知,在A点时反应还未达到平衡状态,反应仍将继续正向进行;
②利用三段式法计算;
(4)①由表中数据可知,C、NO、E、F的化学计量数之比为0.03:0.06:0.03:0.03=1:2:1:1,反应中C被氧化,结合原子守恒可知,生成为N2与CO2
②计算各气体的平衡浓度,代入平衡常数表达式计算;由表中数据可知,温度由T1变为T2,平衡向逆反应移动,由于正反应是吸热,还是放热不确定,不能判断温度变化;
③根据平衡移动原理分析解答;

(1)2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH22(l)+H2O(l)△H<0,△S<0,低温下满足△H-T△S<0,反应自发进行;
故答案为:较低温度;
(2)当反应物的能量高于生成物的能量时,反应是放热反应,当反应物的能量低于生成物的能量时,反应是吸热反应,据反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2COONH4(s)△H1<0
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)⇌CO(NH22(I)+H2O(I)△H2>0,可以知道2NH3(g)和CO2(g)的能量和高于NH2COONH4(s)的能量,NH2COONH4(s)的能量低于CO(NH22(I)+H2O(I)的能量,故选C.
故答案为:C;
(3)①由CO2的转化率随时间变化图可知,在A点时反应还未达到平衡状态,反应仍将继续正向进行,故v(CO2)小于B点平衡时的化学反应速率;
故答案为:<,
②设NH3的初始物质的量为a,CO2的初始物质的量为2a,则,
2NH3+CO2

一定温度
.
CO(NH22+H2O
起始/mol a 2a
转化/mol 0.6a 0.3a
平衡/mol 0.4a 1.7a
平衡时CO2转化率为=[0.3a/2a]×100%=15%,
故答案为:15%;
(4)①由表中数据可知,C、NO、E、F的化学计量数之比为0.03:0.06:0.03:0.03=1:2:1:1,反应中C被氧化,结合原子守恒可知,生成为N2与CO2,且该反应为可逆反应,故反应方程式为:C+2NO⇌N2+CO2
故答案为:C+2NO⇌N2+CO2
②平衡时c(NO)=[0.04mol/2L]=0.02mol/L,c(N2)=c(CO2)=[0.03mol/2L]=0.015mol/L,故T1℃时该反应的平衡常数为K1=[0.015×0.015
0.022=
9/16],故答案为:[9/16];
由表中数据可知,温度由T1变为T2,平衡向逆反应移动,由于正反应是吸热,还是放热不确定,无法判断温度变化,故答案为:C;
③C+2NO⇌N2+CO2,反应前后气体体积不变,增大压强,平衡不动,该反应气体分子总数不变,反应速率增大;
故答案为:该反应气体分子总数不变,在其他条件不变时,压强升高,平衡不会移动,NO的转化率不会改变,压强升高,使NO浓度增加,反应速率增大;

点评:
本题考点: 化学平衡的计算;反应热和焓变.

考点点评: 本题是一道关于化学反应能量变化,化学反应速率和化学平衡移动的总合考查题,主要考查了化学平衡移动原理应用,平衡常数计算,考查学生分析和解决问题的能力,难度中等.

1年前

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