Question

【題目】Ⅰ.利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2)，已知重整過程中部分反應的熱化學方程式為：

① CH4(g) = C(s)+2H2(g) △H= + 75.0 kJ·mol—1

② CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g) △H = + 41.0 kJ·mol—1

③ CO(g)+H2(g) = C(s)+H2O(g) △H = -131.0 kJ·mol—1

反應CO2(g)+CH4(g) = 2CO(g)+2H2(g)的△H =___________kJ·mol—1。

II．用CO合成尿素的反應為：2NH3(g) + CO(g)CO(NH2)2(g) + H2(g) ΔH ＜0。

（1）T ℃時，向體積為2 L的恒容密閉容器中，充入2 molNH3和1 mol CO發(fā)生反應。

① 5 min時反應達到平衡狀態(tài)，CO的轉化率為80%，則5 min內NH3的平均反應速率為________，此溫度下反應的平衡常數K的值為 ____________ 。

②對該反應，下列說法正確的是______（填字母）。

A．若容器內氣體密度不變，則表明反應達到平衡狀態(tài)

B．反應達到平衡后，其它條件不變，升高溫度，尿素的百分含量增大

C．反應達到平衡后，其它條件不變，在原容器中充入一定量氦氣，CO的轉化率不變

D．反應達到平衡后，其它條件不變，充入一定量NH3，平衡向正反應方向移動，但K值不變

（2）若保持恒溫恒容條件，將物質的量之和為3 mol的NH3和CO以不同的氨碳比進行反應，結果如圖所示：若圖中c表示平衡體系中尿素的體積分數，則b表示________的轉化率。當尿素含量最大時,則=______，此時，對于該反應既能增大反應速率又能提高尿素體積分數的措施為_____。

Ⅲ.下圖是鉻酸銀(Ag2CrO4)T ℃時，在水溶液中的沉淀溶解平衡曲線。

（1）向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4______（填“能”或“不能”）使溶液由Y點變?yōu)?/span>X點

（2）圖中ɑ = _________ 。

Answer 1

【答案】 +247 0.16molL1min1 40 CD NH3 2或2:1 按物質的量之比為 2∶1 再加入 NH3 和 CO增大壓強 不能 ×10－4（或1.4×10－4）

【解析】Ⅰ.根據蓋斯定律可得①+②-③可得反應：CO2(g)+CH4(g) = 2CO(g)+2H2(g)則△H =△H1+△H2 -△H3=+75.0 kJ·mol—1+41.0 kJ·mol—1-（-131.0 kJ·mol—1）=+247.0 kJ·mol—1；

II．（1）平衡時CO的轉化率為80%，則平衡時CO的物質的量為0.2mol

2NH3(g) + CO(g)CO(NH2)2(g) + H2(g)

開始時的濃度/mol/L 1 0.5 0 0

改變的濃度/mol/L 0.8 0.4 0.4 0.4

平衡時的濃度/mol/L 0.2 0.1 0.4 0.4

①5 min內NH3的平均反應速率為=0.16mol/(Lmin)，此溫度下反應的平衡常數K==40；

②A、參與反應的物質都是氣體，氣體的總質量保持不變，在恒容密閉容器中，反應的密度始終保持不變，故容器內氣體密度不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)，選項A錯誤；B、該反應正反應是放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，尿素的百分含量降低，選項B錯誤；C、反應達到平衡后，其它條件不變，在原容器中充入一定量氦氣，參與反應的物質的總壓不變，平衡不移動，CO的轉化率不變，選項C正確；D、反應達到平衡后，其它條件不變，充入一定量NH3，反應物的濃度增大，平衡向正反應方向移動，但溫度不變，K值不變，選項D正確；答案選CD。

（2）根據圖像信息可知，NH3和CO以不同的氨碳比進行反應，隨差氨碳比的增大，氨氣的轉化率降低，且當氨碳比為2：1時，按題干（1）的條件達平衡時氨氣和CO的轉化率都為80%，符合圖像，故b表示氨氣的轉化率；當=2時，尿素含量最大, 再加入 NH3 和 CO或增大壓強都能使化學反應速率增大且能使平衡向正方向移動，提高尿素的體積分數；

Ⅲ. （1）向飽和Ag2CrO4溶液中加入固體K2CrO4，c(CrO42—)增大，則c(Ag＋)降低，而X點與Y點的c(Ag＋)相同，故不能使溶液由Y點變?yōu)?/span>X點；

（2）T ℃時，圖中Ksp=c2(Ag+)c(CrO42—)=(1×10-3mol/L)2×1×10-5mol/L=1×10-11(mol/L)3,Z點c(CrO42—)=5×10-4mol/L，根據Ksp=c2(Ag+)c(CrO42—)得：c2(Ag+)===2×10-6(mol/L)2，c(Ag+)=×10-3(mol/L)2，即ɑ =×10-3(mol/L)2。