运用化学反应原理知识在工业生产中有重要意义。（1） 工业生产可以用NH 3 (g)与CO 2 (g)经两步反应生成尿

Question

运用化学反应原理知识在工业生产中有重要意义。（1） 工业生产可以用NH 3 (g)与CO 2 (g)经两步反应生成尿素，两步反应的能量变化示意图如下： 则NH 3 (g)与CO 2 (g)反应生成尿素的热化学方程式为___________ _____。（2）工业生产中用CO可以合成甲醇CO(g)＋2H 2 (g) CH 3 OH(g)，ΔH＝－90.1 kJ·mol －1 在一定压强下，容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H 2 ，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①p 1 ________p 2 (填“大于”、“小于”或“等于”)； ②100 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝_ ____(mol·L －1 ) －2 ；③在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH 2 ，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。（3）工业生产中用SO 2 为原料制取硫酸①利用原电池原理，用SO 2 、O 2 和H 2 O来制备硫酸，该电池用多孔材料作电极，它能吸附气体，同时也能使气体与电解质溶液充分接触。请写出该电池的负极的电极反应式___ ____________。②用Na 2 SO 3 溶液充分吸收SO 2 得NaHSO 3 溶液，然后电解该溶液可制得硫酸。电解原理示意图如下图所示。请写出开始时阳极反应的电极反应式____ ______。 （4）工业生产中用氨水吸收SO 2 若将等物质的量的SO 2 与NH 3 溶于水充分反应，写出该反应的离子方程式 ，所得溶液呈 性。

Answer 1

（1）2NH 3 (g)＋CO 2 (g)=CO(NH 2 ) 2 (s)＋H 2 O(l)　ΔH＝－134 kJ·mol －1 （2）①小于　②(V/a) 2 　③增大   （3）①SO 2 ＋2H 2 O－2e － =4H ＋ ＋SO 4 2-     ②HSO 3 - ＋H 2 O－2e － =SO 4 2- ＋3H ＋ （4）SO 2 + N H 3 +H 2 O= N H 4 + +HSO 3 —  酸性(1分)

试题分析：（1）由图示可知，两步反应的完成的热效应与一步完成的热效应是相同的，将两个反应相加可得2NH 3 (g)＋CO 2 (g)=CO(NH 2 ) 2 (s)＋H 2 O(l)　ΔH＝－134 kJ·mol －1 。 （2）①根据化学方程式CO(g)＋2H 2 (g) CH 3 OH(g)，正反应方向为气体系数减小的方向，所以增大压强，化学平衡向右移动，CO的转化率增大，所以p 1 小于p 2 。 ②根据“三段式”进行计算，CO(g)＋2H 2 (g) CH 3 OH(g) 初始浓度（mol?L? 1 ）    a/V     2a/V        0 转化浓度（mol?L? 1 ）    a/2V    a/V         a/2V 平衡浓度（mol?L? 1 ）    a/2V    a/V        a/2V 所以K=a/2V÷[a/2V×(a/V) 2 ]= (V/a) 2 在其它条件不变的情况下，再增加a mol CO和2a molH 2 ，容器内压强增大，平衡向右移动，CO的转化率增大。 （3）①原电池负极发生氧化反应，SO 2 失去电子生成SO 4 2 ?，配平得电极方程式：SO 2 ＋2H 2 O－2e － =4H ＋ ＋SO 4 2- ②HSO 3 ?在电解池的阳极发生氧化反应，失去电子转化为SO 4 2 ?：HSO 3 - ＋H 2 O－2e － =SO 4 2- ＋3H ＋ （4）等物质的量的SO 2 与NH 3 溶于水充分反应，生成NH 4 HSO 3 ，离子方程式为：SO 2 +                    N H 3 +H 2 O=NH 4 + +HSO 3 —  ，NH 4 HSO 3 为酸式盐，在溶液中电离出H + ，使溶液显酸性。