Question

19．氨是最重要的化工产品之一．
（1）已知化学反应的能量变化如下
①CO₂（g）=CO（g）+1/2O₂（g）△H=+282KJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
③1/2O₂（g）+H₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol．
合成氨用的氢气可以用甲烷为原料制得，写出CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式为CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂（g）△H=+161.1kJ•mol^-1
（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：
[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO•CO（l）△H＜0．吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是B．（填写选项编号）
A．高温、高压       B．高温、低压      C．低温、低压    D．低温、高压
（3）用氨气制取尿素[CO（NH₂）₂]的反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）△H＜0
某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH₃和2molCO₂，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%．该温度下此反应平衡常数K的值为2500，ν（NH₃）=5×10^-4mol•L^-1•S^-1，判断该反应是否达到平衡的依据为ABC
A、压强不随时间改变；B、气体的密度不随时间改变 C、C（NH₃）不随时间改变 D、ν_正（NH₃）=ν_正（CO）
（4）NH₃与NaClO反应可得到肼（N₂H₄），该化学方程式为2NH₃+NaClO=NaCl+N₂H₄+H₂O．

Answer 1

分析 （1）①CO₂（g）═CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+282KJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
由盖斯定律②-③×3+①计算；
（2）依据平衡移动方向分析判断需要的条件；
（3）根据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，计算平衡常数和反应速率；
依据达到平衡时正逆反应速率是否相等且不等于零这一平衡的标志和达到平衡时各组分的量保持不变这一平衡的特征来判定；
（4）根据氧化还原反应化合价有升必有降，所以NH₃与NaClO反应生成肼（N₂H₄）、氯化钠和水．

解答 解：（1）①CO₂（g）═CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）△H=+282KJ/mol
②CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
由盖斯定律②-③×3+①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1；
（2）吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，依据化学平衡[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）?[Cu（NH₃）₃]CH₃COO•CO（l）；△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，平衡逆向进行是再生的原理，再生的适宜条件是高温低压，故答案为：B；
（3）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）．依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数K=$\frac{c（H{\;}_{2}O）}{c（CO{\;}_{2}）c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}$，向容积为10L的密闭容器中通入2mol NH₃和1molCO₂，反应达到平衡时CO₂的转化率为50%，
                2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  0.04        0.02         0            0
变化量（mol/L）  0.02        0.01          0         0.01
平衡量（mol/L）    0.02        0.01         0        0.01
K=$\frac{c（H{\;}_{2}O）}{c（CO{\;}_{2}）c{\;}^{2}（NH{\;}_{3}）}$=$\frac{0.01}{0.02{\;}^{2}×0.01}$=2500，ν（NH₃）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.02mol/L}{40s}$=5×10^-4 mol•L^-1•S^-1；
A．因为反应前后气体系数不等，所以压强不随时间改变能说明达到平衡，故A符合；
B．因为反应前后质量在变，又体积不变，所以气体的密度不随时间改变能说明达到平衡，故B符合；
C．C（NH₃）不随时间改变能说明达到平衡，故C符合；
D．ν_正（NH₃）=ν_正（CO）未指明逆反应方向，所以不能说明达平衡状态，故D不符合；
故答案为：2500；5×10^-4 mol•L^-1•S^-1；ABC；
（4）因为氧化还原反应化合价有升必有降，所以NH₃与NaClO反应生成肼（N₂H₄）、氯化钠和水，反应方程式为2NH₃+NaClO=NaCl+N₂H₄+H₂O，故答案为：2NH₃+NaClO=NaCl+N₂H₄+H₂O．

点评 本题考查了热化学方程式熟悉方法和盖斯电极计算应用，化学平衡计算以及平衡状态的判断等，平衡常数概念的分析应用是解题关键，题目难度中等．