Question

【題目】碳、氮、硫及其化合物對生產、生活有重要的意義。

(1)以與為原料可合成尿素。已知：

①

②

③

寫出NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學方程式________。

(2)高溫下，CO2與足量的碳在密閉容器中實現(xiàn)反應：。向容積為1L的恒容容器中加入0.2molCO2，在不同溫度下達到平衡時CO2的物質的量濃度隨溫度的變化如圖所示。則該反應為________(填“放熱”或“吸熱”)反應；某溫度下若向該平衡體系中再通入0.2molCO2，達到新平衡后，體系中CO的百分含量________(填“變大”、“變小”或“不變”)。

(3)一定量的與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：，平衡時體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示：

①650℃時，反應達平衡后的轉化率為________。

②℃時，平衡常數________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓總壓體積分數)。

(4)與能發(fā)生反應： 在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變原料氣配比進行多次實驗(各次實驗的溫度可能相同，也可能不同)，測定的平衡轉化率。部分實驗結果如圖所示：

①當容器內________(填標號)不再隨時間的變化而改變時，反應達到平衡狀態(tài)。

A．氣體的壓強 B．氣體的平均摩爾質量 C．氣體的密度 D．的體積分數

②如果要將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>B點的平衡狀態(tài)，應采取的措施是________。

③若A點對應實驗中，的起始濃度為，經過達到平衡狀態(tài)，該時段化學反應速率________。

④圖中C、D兩點對應的溫度分別為℃和℃，通過計算判斷________(填“”、“”或“”)。

Answer 1

【答案】 吸熱 變小 25% 0.5 D 降低溫度

【解析】

本題綜合考察蓋斯定律和化學平衡常數的計算，化學平衡常數的計算常用三段式來進行計算，對于反應，用平衡分壓代替平衡濃度計算的化學平衡常數的表達式為：。

(1)根據蓋斯定律計算（1）+（2）-（3）得與合成尿素的熱化學方程式為：；，故本題答案為：；。

(2)隨著溫度的升高，CO2的物質的量濃度逐漸減小，說明平衡正向移動，因此該反應屬于吸熱反應；恒容容器中充入二氧化碳可以看做，二氧化碳先與碳在其他容器反應達到平衡后，再混合把體積縮小至原始體積，相當于增大壓強，則平衡向逆反應方向進行，達到新平衡后，體系中CO的百分含量減小，故本題答案為：吸熱；變��；

(3)由圖可以知道，650℃時，反應達到平衡后CO的體積分數為40%，設開始反應時加入的二氧化碳為1mol，轉化了x mol，則有：

所以 ，計算出x=0.25mol，則二氧化碳的轉化率為25%；

℃時，一氧化碳和二氧化碳的體積分數均為50%， 則 ，故本題答案為：25%；0.5；

(4) ①A，反應前后氣體物質的量不變，氣體的壓強始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；

B、氣體質量不變，氣體物質的量不變，氣體的平均摩爾質量始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；

C、反應前后氣體質量不變氣體體積不變，氣體的密度始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；

D、NO2的體積分數不變是平衡標志，故D正確；因此，本題正確答案是：D；

②如果要將圖中C點的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>B點的平衡狀態(tài)，平衡轉化率增大，平衡正向進行，正反應為放熱反應，降低溫度平衡正向進行，因此，本題正確答案是：降低溫度；

③A點平衡轉化率為50%，n(NO2)：n(SO2)=0.4，SO2(g)的起始濃度為comol /L，NO2起始濃度c(NO2)=0.4 comol /L，反應的二氧化氮濃度=0. 4comol/ L×50%=0.2comol/L，該時段化學反應速率V(NO2)= =mol/Lmin，因此，本題正確答案是：；

(4 NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)，△H=-41.8kJ/mol，反應為放熱反應，n(NO2)：n(SO2)=1，SO2(g)的起始濃度為comol/L，c(NO2)= comol/L，圖中C、D兩點對應的實驗溫度分別為Tc和Td，C點二氧化氮轉化率為50%，

平衡常數K=1。

D點二氧化碳的轉化率為40%，n(NO2)：n(SO2)=1.5，SO2(g)的起始濃度為comol/L，c(NO2)= 1.5comol/L，則

平衡常數K=1。

平衡常數相同，說明反應溫度相同，Tc=Td，因此，本題正確答案：=。