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19.Ⅰ.利用CO2和CH4重整可制合成气(主要成分为CO、H2),已知重整过程中部分反应的热化学方程式为:
①CH4(g)=C(s)+2H2(g)△H=+75.0kJ•mol-1
②CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41.0kJ•mol-1
③CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g)△H=-131.0kJ•mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H=+247kJ•mol-1
II.用CO合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO(g)?CO(NH22(g)+H2(g)△H<0.
(1)T℃时,向体积为2L的恒容密闭容器中,充入2molNH3和1mol CO发生反应.
①5min时反应达到平衡状态,CO的转化率为80%,则5min内NH3的平均反应速率为0.16mol?L-1?min-1,此温度下反应的平衡常数K的值为40.
②对该反应,下列说法正确的是CD(填字母).
A.若容器内气体密度不变,则表明反应达到平衡状态
B.反应达到平衡后,其它条件不变,升高温度,尿素的百分含量增大
C.反应达到平衡后,其它条件不变,在原容器中充入一定量氦气,CO的转化率不变
D.反应达到平衡后,其它条件不变,充入一定量NH3,平衡向正反应方向移动,但K值不变
(2)若保持恒温恒容条件,将物质的量之和为3mol的NH3和CO以不同的氨碳比进行反应,结果如图1所示:若图中c表示平衡体系中尿素的体积分数,则b表示NH3的转化率.当尿素含量最大时,则$\frac{n(N{H}_{3})}{n(CO)}$=2或2:1,此时,对于该反应既能增大反应速率又能提高尿素体积分数的措施为按物质的量之比为2:1再加入NH3和CO增大压强.

Ⅲ.图2是铬酸银(Ag2CrO4)T℃时,在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线.
(1)向饱和Ag2CrO4溶液中加入固体K2CrO4不能(填“能”或“不能”)使溶液由Y点变为X点
(2)图中ɑ=$\sqrt{2}$×10-4(或1.4×10-4).

分析 Ⅰ.已知①CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H=+75.0kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41.0kJ/mol
③CO(g)+H2(g)═C(s)+H2O(g)△H=-131.0kJ/mol
根据盖斯定律①+②-③可得CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g),据此计算该反应的焓变△H;
II.(1)①依据CO的转化率为80%,计算一氧化碳的转化量,依据V=$\frac{△C}{△t}$计算V(CO),然后依据速率之比等于计量系数之比计算V(NH3);列三段计算平衡时各物质的浓度,依据平衡常数表达式计算平衡常数;
②A.依据ρ=$\frac{m}{V}$判断;
B.依据温度对平衡移动的影响判断;
C.反应达到平衡后,其它条件不变,在原容器中充入一定量氦气,因为容器体积不变,所以平衡不移动,据此判断;
D.依据K的影响因素解答;
(2)反应物有两种以上的,增大一种反应物浓度可以提高另一种反应物的转化率,本身转化率降低;由图可知,横坐标为$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$=2时,尿素的体积分数最大,氨气的转化率为80%;依据反应为气体体积减小的反应,所以加压可以提高反应速率,使平衡正向移动;
Ⅲ.(1)在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液,点仍在曲线上;
(2)溶度积常数不变,依据溶液中Z点时离子浓度计算.

解答 解:Ⅰ.解:已知①CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H=+75.0kJ/mol
②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)△H=+41.0kJ/mol
③CO(g)+H2(g)═C(s)+H2O(g)△H=-131.0kJ/mol
根据盖斯定律①+②-③可得:CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g),△H=(+75.0kJ/mol)+(+41.0kJ/mol)-(-131.0kJ/mol)=+247kJ/mol,
故答案为:+247;
II.(1)①依据题意一氧化碳转化量为:1mol×80%=0.8mol,则:V(CO)=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{5min}$=0.08mol?L-1?min-1;则依据速率之比等于计量系数之比得:V(NH3)=2V(CO)=0.16mol?L-1?min-1
依据题意得:
                  2NH3(g)+CO(g)?CO(NH22(g)+H2(g)
C0(mol/L)        1              0.5               0                      0
△C(mol/L)       0.8           0.4               0.4                  0.4
C平(mol/L)    0.2              0.1                0.4               0.4
所以反应平衡常数:K=$\frac{0.4×0.4}{0.2×0.2×0.1}$=40;
故答案为:0.16mol?L-1?min-1;40;
②A.反应物和生成物都是气体,所以气体总质量不变,容器体积不变,所以气体密度为定值,始终不变,不能用来判断反应是否达到平衡状态,故A错误;
B.2NH3(g)+CO(g)?CO(NH22(g)+H2(g)△H<0为放热反应,升高温度平衡逆向移动,尿素含量减小,故B错误;
C.反应达到平衡后,其它条件不变,在原容器中充入一定量氦气,因为容器体积不变,所以平衡不移动,CO的转化率不变,故C正确;
D.K只受温度影响,温度不变,K不变,故D正确;
故答案为:CD;
(2)反应物有两种以上的,增大一种反应物浓度可以提高另一种反应物的转化率,本身转化率降低,依据图象可知,b曲线为氨气转化率曲线;
由图可知,横坐标为$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$=2时,尿素的体积分数最大;依据反应为气体体积减小的反应,所以加压可以提高反应速率,使平衡正向移动,所以
对于该反应既能增大反应速率又能提高尿素体积分数的措施为增大压强.
故答案为:NH3;2或2:1;按物质的量之比为 2:1 再加入 NH3和 CO增大压强;
Ⅲ.(1)在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4仍为饱和溶液,点仍在曲线上,所以在饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点,
故答案为:不能;
(2)依据溶度积常数计算Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)•c(CrO42-)=1×10-11,Z点时c(CrO42-)=5×10-4,则c(Ag+2=2×10-8,所以a=$\sqrt{2}$×10-4(或1.4×10-4),故答案为:$\sqrt{2}$×10-4(或1.4×10-4).

点评 本题考查较为综合,为高考常见题型,题目涉及化学反应速率与限度,主要涉及反应速率的计算、平衡标志、平衡常数和平衡计算的判断计算,明确化学平衡的特征及移动影响因素是解题关键,题目难度中等.

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12.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(  )
A.CO2与SO2B.CH4与NH3C.BeCl2与BF3D.C2H4与C2H2

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9.固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构,则下列有关说法中,不正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.NO、NO2 和CO均为大气污染物,对其治理备受关注.请回答下列问题:
I.碱液吸收法
(1)NaOH溶液可将NO和NO2的混合气体转化为NaNO2,该反应的离子方程式为NO+NO2+2OH-=2NO2-+H2O.
(2)25℃时,HNO2的电离常数Ka=4.6×10-4.常温下,向NaNO2溶液中滴加盐酸至溶液的pH=3时,溶液中$\frac{c(HN{O}_{2})}{c(N{O}_{2}^{-})}$=2.2(保留两位有效数字)
Ⅱ.已知综合治理NO和CO的原理为
i.2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2 (g)△H=-746.5kJ•mol-1
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②M点和N点对应的该反应速率:M>N(填“>”“<”或“=”)
(6)t℃时,向容积为10L的恒压密闭容器中加入1mol C(s)和2molNO(g),发生反应ii.5min达到平衡时,测得0~5min内,用CO2表示的该反应速率v(CO2)=0.016mol•L-1•min-1;N2的体积分数为a.则:
①t℃时,该反应的平衡常数K=4.
②若保持条件不变,起始向该容器中按下列配比加入物质,达到平衡时,N2的体积分数仍为a的是B、C(填选项字母)
A.0.5molC和2mol NO           B.2mol N2和2mol CO2
C.1mol C、1mol N2和1mol CO2   D.1mol C、1mol NO和1mol N2

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