(Na)>c(OH)>c(CH3COO)>c(H),故D正确; 故选A.
14.一定条件下N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=﹣92.4kJ/mol,用1.5molN2和一定量H2反应时,当N2的转化率为80%,达到平衡状态,放出的热量为( ) A.136.8kJ B.110.9kJ C.83.2kJ D.82.4kJ 【考点】BB:反应热和焓变.
【分析】用1.5molN2和一定量H2反应时,当N2的转化率为80%,据此可计算出平衡时消耗氮气的物质的量,然后结合热化学方程式N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol进行计算.
【解答】解:N2的转化率为80%,则平衡时消耗氮气的物质的量为:1.5mol/L×80%=1.2mol,
根据N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=﹣92.4kJ/mol可知,消耗1mol氮气放出92.4kJ的热量,则消耗1.2mol氮气放出的热量为:92.4kJ/mol×1.2mol=110.88kJ≈110.9kJ, 故选B.
二、非选择题(说明:本大题为必答题,包含3个小题,共28分)
15.在一定温度下,工业上合成尿素(H2NCONH2)的反应如下:2NH3(I)+CO2(g)?H2O(I)+H2NCONH2(I)△H=﹣103.7kJ?mol 试回答下列问题:
(1)写出一种有利于提高尿素的产率的措施是 加压或降温 . (2)合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(I)+CO2(g)?H2NCOONH4(I)(氨基甲酸铵)△H1 第二步:H2NCOONH4(I)?H2O(I)+H2NCONH2(I)△H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.2L的密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如图甲所示:
﹣1
+﹣﹣+
①●●代表的物质为 CO2 (填化学式)
②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 2 步反应决定,反应进行到10min时到达平衡.反应进行到10min时测得●●所代表的物质的量如图所示,则该物质表示的表示化学反应的速率为 0.41 mol?L﹣1?min.L﹣1
③第二步反应的平衡常数K2随温度的变化如乙图所示,则△H1 < 0 (填“>”“<”或“=”). ④第一步反应在 较低 (填“较高”或“较低”)温度下有利该反应自发进行. (3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.6kJ?mol﹣1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92.4kJ?mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6kJ?mol﹣1
则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)△H= ﹣1627.2 kJ?mol . 【考点】CB:化学平衡的影响因素;BE:热化学方程式.
【分析】(1)2NH3(l)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(l)△H=﹣103.7kJ?mol﹣1 ,反应是放热反应,反应前后气体体积减小;有利于提高尿素的生成速率需要依据影响化学反应速率的因素进行分析; (2)①根据反应方程式,各反应物、生成物的特点可知●●代表的物质为二氧化碳;
②已知总反应的快慢由慢的一步决定,结合图象变化趋势,图象表达反应的判断,反应快慢可以依据第一步和第二步反应的曲线斜率比较大小;在一体积为0.2L的密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,分析图象计算10分钟时二氧化碳的消耗物质的量,结合化学反应速率概念进行计算; ③由图Ⅱ可知,随着温度的升高,平衡常数增大,平衡向正反应方向移动;
④根据第一步的方程式可知,反应物中有气体,生成物中没气体,所以△S<0,根据△G=△H﹣T△S判断; (3)根据已知方程式构建目标方程式,根据盖斯定律计算△H.
【解答】解:(1)2NH3(l)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(l)△H=﹣103.7kJ?mol
﹣1
﹣1
﹣1
,反应有气体参加,
反应前后气体体积减小,采用增大压强,反应正向进行,尿素的产率增大,反应是放热反应,降温反应正向进行,尿素的产率增大, 故答案为:加压或降温;
(2)①合成尿素的反应,第一步:2NH3(I)+CO2(g)?H2NCOONH4, 第二步:H2NCOONH4(I)?H2O(I)+H2NCONH2, 投入4mol氨,且氨气在反应中始终减少,为终在增加,故答案为:CO2;
②由图象可知在15分钟左右,氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化发生的是第一步反应,氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡,发生的是第二步反应,从曲线斜率不难看出第二步反应速率慢,所以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二步决定,投入1mol二氧化碳,减少趋势不大的●●代表的为二氧化碳,依据图象分析,二氧化碳再进行到10min时物质的量为0.18mol,所以此时的反应速率为V(CO2)=故答案为:2; 0.41;
③由图Ⅱ可知,随着温度的升高,平衡常数增大,平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,△H2>0,2NH3(I)+CO2(g)?H2O(I)+H2NCONH2(I)△H=﹣103.7kJ?mol,则△H1,<0, 故答案为:<;
④根据第一步的方程式可知,反应物中有气体,生成物中没气体,所以△S<0,△H1,<0,根据△G=△H﹣T△S可知,温度较低时,△G可能小于0,即反应可以自发, 故答案为:较低;
(3)已知:①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.6kJ?mol﹣1 ②N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=﹣92.4kJ?mol﹣1 ③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=﹣483.6kJ?mol﹣1
﹣1
,H2NCOONH4先增加,后减少,为,物质的量始
为尿素,
==0.41mol/(L?min),
则(③×3﹣①×2﹣②×2)得:4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)═4N2(g)+6H2O(g)根据盖斯定律,反应热的大小与反应的途径无关,只与反应的始态和终态有关,则△H=(﹣483.6kJ?mol﹣1)×3﹣(+180.6kJ?mol
﹣1
)×2﹣(﹣92.4kJ?mol)×2=﹣1627.2 kJ?mol,
﹣1﹣1
故答案为:﹣1627.2 kJ?mol﹣1.
16.I.一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入容积为1L的恒容密闭容器中,发生反应CO(g)+H2O?CO2(g)+H2(g)得到如下三组数据: 实验组
温度℃
起始量/mol CO
1 2 3
500 700 700
8 4 4
H2O 4 2 2
平衡量/mol CO2 3.2 0.8 0.8
4 3 1
达到平衝所需时间
/min
(1)下列情况表明反应达到平衡状态的是 C (填序号) A.CO2和H2生成速率相等 B.温度不变时,压强不变
C.生成CO2的速率和生成CO的速率相等
(2)实验2中,反应达到平衡状态时,CO的转化率为 20% . (3)实验3和实验2相比,改变的条件是 加催化剂 .
II.(1)硫化钠溶液具有较强碱性,其原因是 S+H2O?HS+OH,HS+H2O?H2S+OH (用离子方程式表示).
(2)欲使0.1mol的Na2S溶液中,A.加适量等浓度的NaOH溶液 B.加适量的水
C.通入适量的H2S气体.
【考点】CP:化学平衡的计算;CB:化学平衡的影响因素;CG:化学平衡状态的判断.
【分析】I.(1)反应达到平衡状态时,同种物质的正、逆反应速率相等,平衡时各组分的物质的量、浓度、含量等不再发生变化,以及由此衍生的其它量不变,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态;
(2)根据三段式计算出实验2中,反应达到平衡状态时,CO的物质的量,转化率=分析计算;
(3)实验3和实验2相比,起始量、平衡量相同,达到平衝所需时间不同,为加催化剂改变的条件; II.(1)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解导致溶液呈碱性;
(2)A.加入适量等浓度的NaOH溶液,抑制了硫离子的水解,则硫离子浓度增大、减小;
B.加入适量水,硫离子的水解程度增大,则硫离子的物质的量减小,HS﹣的物质的量增大,结合同一溶液
×100%,据此
的值增大,可采取的措施是 BC (填序号)
2﹣
﹣
﹣
﹣
﹣
中分析的值的变化;
C.通入适量H2S气体,溶液中HS﹣的浓度增大,S2﹣的浓度减小.
【解答】解:I.(1)A.CO2和H2都作为生成物,根据反应可知,自始至终v正(CO2)=v正(H2),CO2和H2生成速率相等,不能说明反应到达平衡,故A错误;
B.反应前后气体的物质的量不发生变化,容器中始终压强不变,温度不变时,压强不变,不能说明反应到达平衡,故B错误;
C.根据反应可知,自始至终v正(CO)=v正(CO2),若v正(CO2)=v逆(CO),则v正(CO)=v逆(CO),即生成CO2的速率和生成CO的速率相等,说明反应到达平衡,故C正确; 故答案为:C;
(2)实验2中,反应达到平衡状态时,反应
CO(g)+H2O?CO2(g)+H2(g) 起始(mol) 4 2 0 0 变化(mol) 0.8 0.8 0.8 0.8 平衡(mol) 3.2 1.2 0.8 0.8 CO的转化率=
×100%=
×100%=20%,
故答案为:20%;
(3)催化剂能改变反应速率,但不能改变平衡,实验3和实验2相比,起始量、平衡量相同,达到平衝所需时间实验3所需的时间少,所以实验3改变的条件为加催化剂, 故答案为:加催化剂;
II、(1)硫化钠是强碱弱酸盐,硫离子水解导致溶液呈碱性,氢硫酸为二元弱酸,其盐分步水解,水解方程式为:S2﹣+H2O?HS﹣+OH﹣,HS﹣+H2O?H2S+OH﹣, 故答案为:S2﹣+H2O?HS﹣+OH﹣,HS﹣+H2O?H2S+OH﹣;
(2)A.加入氢氧化钠溶液后,氢氧根离子浓度增大,抑制了硫离子的水解,则硫离子浓度增大、HS的浓度减小,则该比值减小,故A错误;
B.加入适量水,导致S2﹣的水解程度增大,则S2﹣的物质的量减小,HS﹣的物质的量增大,由于在同一溶液中,则
的值会增大,故B正确;
﹣
C.向溶液中适量H2S气体后,导致溶液中HS的浓度增大,S的浓度减小,则正确; 故答案为:BC.
17.某同学设计计如图所示装罝(部分夹持装置己略去)进行实验探究:
﹣2﹣
的值会增大,故C
(1)用上述装置探究影响化学反应速率的因素.以生成9.0mL气体为计时终点,结果为t1>t2. 序
号
V(H2SO4)/mL C(H2SO4)/mol?L﹣1
t/s
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