温度(℃) | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡总压强(kPa) | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡气体总浓度(×10-3mol•L-1) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
分析 (1)①2NH3(l)+CO2(g)?H2O(1)+H2NCONH2 (1)△H2=-103.7kJ•mol-1,反应为气体体积减小的放热反应,提高尿素产率平衡正向进行;
②第一步,将液态氨气与气态CO2化合得到氨基甲酸铵(H2NCOONH4),结合热化学方程式和盖斯定律计算得到;
(2)①根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,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先根据反应 NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g),可知平衡时容器内气体的浓度之比为2:1,由总浓度求出NH3、CO2 的平衡浓度,最后代入平衡常数的表达式来计算;
③上表实验的目的是探究温度对化学平衡的影响,升温平衡正向进行,向吸热反应方向进行;
(3)①根据化学反应速率的公式来计算;
②由图象数据可以得出,用不同初始浓度,不同温度下的平均速率的大小来说明.
解答 解:(1)①2NH3(l)+CO2(g)?H2O(1)+H2NCONH2 (1)△H2=-103.7kJ•mol-1,反应为气体体积减小的放热反应,提高尿素产率平衡正向进行,
A.升温平衡逆向进行,尿素产率减小,故A错误;
B.加压平衡正向进行,尿素产率增大,故B正确;
C.添加催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,产率不变,故C错误;
故答案为:B;
②Ⅰ.H2NCOONH4(l)?H2O(1)+H2NCONH2 (1)△H1═+226.3kJ•mol-1,
Ⅱ.2NH3(l)+CO2(g)?H2O(1)+H2NCONH2 (1)△H2=-103.7kJ•mol-1,
盖斯定律计算Ⅱ-Ⅰ得到:2NH3(l)+CO2(g)?H2NCOONH4(l)△H=-330.0kJ•mol-1,
故答案为:2NH3(l)+CO2(g)?H2NCOONH4(l)△H=-330.0kJ•mol-1;
(2)①NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g),反应为气体体积增大的反应,
A、2v正(NH3)═v逆(CO2) 未体现正逆的关系,v正(NH3)═2v逆(CO2)体现了正逆反应速率相同,故A错误;
B、因为反应物是固体,容器中氨气和二氧化碳的物质的量之比为2:1,密闭容器中氨气的体积分数不变,故B错误;
C、密闭容器中气体总浓度不变,说明总物质的量不变,正逆反应速率相等,故C正确;
D、因为反应物是固体,所以整个体系中气体摩尔质量是个定值,故D错误;
故答案为;C;
②25.0℃,总浓度为4.8×10-3 mol/L,容器内气体的浓度之比为2:1,故NH3和CO2的浓度分别为3.2×10-3 mol/L、1.6×10-3 mol/L,代入平衡常数表达式:K=(3.2×10-3)2×1.6×10-3 =1.6384×10-8,
15.0℃时,总浓度为2.4×10-3 mol/L,容器内气体的浓度之比为2:1,故NH3和CO2的浓度分别为1.6×10-3 mol/L、0.8×10-3 mol/L,代入平衡常数表达式:K=(1.6×10-3)2×0.8×10-3 =2.048×10-9,25.0℃与15.0℃时的平衡常数之比=1.6384×10-8:2.048×10-9=8,
故答案为:8;
(3)T3℃时,0~12min氨基甲酸铵水解反应的平均速率,依据图象可知浓度变化c(NH2COO-)=1.65mol/L-1.1.55mol/L=0.1mol/L,化学反应速率V=$\frac{0.1mol/L}{12min}$=0.0083mol/(L•min),
故答案为:0.0083mol/(L•min);
⑤因T2℃反应物起始浓度较小,但0~6min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比T1℃大,说明T1<T2,T2℃反应物起始浓度比T1°C小,但相同时间内0-6min的平均反应速率仍比T1°C时的大,
故答案为:<;T2℃反应物起始浓度比T1°C小,但相同时间内0-6min的平均反应速率仍比T1°C时的大.
点评 本题考查了热化学方程式书写、化学平衡状态的判断、平衡常数的计算,反应速率的计算、图象分析应用等,注重了基础知识的考查,题目难度中等.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 乙烷、乙烯、乙炔都难溶于水,且密度比水小 | |
B. | 可用溴水来鉴别乙烷、乙烯和乙炔三种无色气体 | |
C. | 在一定条件下,乙烷、乙烯、乙炔都能与氯气发生同类型反应 | |
D. | 乙烷、乙烯、乙炔都能发生加聚反应生成高分子化合物 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 浓氨水、浓硝酸应保存在棕色试剂瓶中,并置于阴凉处 | |
B. | 液溴易挥发,应保存在棕色试剂瓶中,并加水封 | |
C. | 在储存铵态化肥时,应密封包装并放在阴凉通风处 | |
D. | 碘易升华,应保存在棕色细口瓶中,并置于阴凉处 |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 取等体积、pH相同的醋酸和盐酸分别稀释至原溶液的m倍和n倍,结果两溶液的pH仍然相同,则m<n | |
B. | 将pH=2的CH3COOH溶液加水稀释,水的电离平衡也向右移动 | |
C. | 常温下,将pH=2的H2SO4与pH=12的NH3•H2O溶液等体积混合后,混合液pH<7 | |
D. | 某温度下水的离子积为1×10-12,若使pH=1的H2SO4与pH=12的NaOH溶液混合后溶液呈中性,则两者的体积比为1:10 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 加入酚酞呈红色的溶液中:CO32-、NH4+、NO3-、K+ | |
B. | 含有大量NO3-的溶液中:H+、Na+、Fe2+、Cl- | |
C. | 强酸性溶液中:Fe3+、NH4+、Cl-、SCN- | |
D. | 含有NaHSO4的溶液中:K+、Cu2+、Cl-、NO3- |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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