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NH₃(g)与CO₂(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NH₃(g)与CO₂(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)＋2H₂(g) CH₃OH(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 H₂，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。

①p₁________p₂(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 molH₂，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SO₂为原料制取硫酸

①利用原电池原理，用SO₂、O₂和H₂O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Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃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SO₂

若将等物质的量的SO₂与NH₃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）2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－134 kJ·mol－1

（2）①小于 ②(V/a)2 ③增大

（3）①SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SO42- ②HSO3-＋H2O－2e－=SO42-＋3H＋

（4）SO2 + N H3+H2O= N H4++HSO3— 酸性(1分)

【解析】

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2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－134 kJ·mol－1。

（2）①根据化学方程式CO(g)＋2H2(g) CH3OH(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p1小于p2。

②根据“三段式”进行计算，CO(g)＋2H2(g) CH3OH(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 molH2，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，SO2失去电子生成SO42‾，配平得电极方程式：SO2＋2H2O－2e－=4H＋＋SO42-

②HSO3‾在电解池的阳极发生氧化反应，失去电子转化为SO42‾：HSO3-＋H2O－2e－=SO42-＋3H＋

（4）等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应，生成NH4HSO3，离子方程式为：SO2 + N H3+H2O=NH4++HSO3— ，NH4HSO3为酸式盐，在溶液中电离出H+，使溶液显酸性。

考点：本题考查热化学方程式的书写、化学平衡的移动及计算、原电池及电解池原理、方程式的书写。