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【题目】德国化学家哈伯从1902 年开始研究由氮气和氢气直接合成氨,反应原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJmol-1

(1)在恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,达到新平衡时,c(H2)_________(增大”、“减小”、“不变无法判断,下同),c(N2)·c3(H2)___________

(2)工业上可用CH4与水蒸气制氢气:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在200℃2L的密闭容器中,将1molCH41mol H2O(g)混合,达平衡时CH4 的转化率为80%。则200℃时该反应的平衡常数K=______________保留一位小数)。

(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3 时,平衡混合物中氨的体积分数。若分别用vA(NH3)vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B 时的化学反应速率,则vA(NH3)____ ( “>”“<”“=”)vB(NH3)。

(4)工业生产中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4该溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是______________________

(5)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物,该反应的能量变化如图所示,用CO2和氨合成尿素的热化学方程式为_________________________________

【答案】 减小 增大 69.1 < c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-) CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(1) △H=-134kJmol-1

【解析】(1)在恒温恒容条件下,向反应平衡体系中充入氮气,氮气的浓度增大,平衡正向移动,达到新平衡时,c(H2)将减小,c(NH3)增大,温度不变,平衡常数不变,根据K=,可知 c(N2)·c3(H2)增大,故答案为:减小;增大;

(2)200,CH4(g)的转化率80%,所以参加反应的CH4(g)的物质的量为0.8mol,

对于反应 CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g);

开始(mol/L): 0.5 0.5 0 0

变化(mol/L): 0.4 0.4 0.4 1.2

平衡(mol/L): 0.1 0.1 0.4 1.2

所以200℃时该反应的平衡常数K===69.1,故答案为:69.1;

(3)温度越大,压强越大,反应速率越大,由图可知,B对应的温度、压强大,则反应速率大,故答案为:<;

(4)NH4HSO4完全电离,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-)且溶液中铵根离子水解,则c(H+)>c(SO42-),故溶液中离子浓度大小顺序为:c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-),故答案为:c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-);

(5)由图示可知,第一步:2NH3(g)+CO2(g)中间产物 H1=-272KJ/mol,第二步:中间产物H2O(l)+H2NCONH2(s)H2=+138KJ/mol,根据盖斯定律,两个过程相加得到NH3(g)CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(s)H=-134kJmol-1故答案为:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)H=-134 kJ/mol。

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A.保持温度不变,向平衡后的容器中再充入1molSO2和0.5molO2时,V(正)>V(逆)

B.相同温度下,起始时向容器中充入2mol SO3,达平衡时SO3的转化率为20%

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