Question

(14分)氨是重要的化工原料，可以制尿素等多种产品

（1）合成氨所用的氢气可以甲烷为原料制得，有关化学反应的能量变化如下图所示。

（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合亚铜溶液来吸收原料氕中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     (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）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，向容器为100L的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。该温度下次反应的平衡常数K为       。

（4）取两个相同的恒容容器，保持相同温度，并加入等量的CO₂气体，根据实验数据绘制出(NH₃)随时间(t)变化的曲线如图所示，若A、B分别为不同温度时测定的曲线，则____(填“A”或“B”)曲线所对应的实验温度高，判断的依据是          。

（5）已知某些弱电解质在水中的电离平衡常数(25 ℃)如下表：

现有常温下0．1 mol·L^－1的(NH₄)₂CO₃溶液，

①该溶液呈        性(填“酸”、“中”、“碱”)，原因是            。

②该(NH₄)₂CO₃溶液中各微粒浓度之间的关系式不正确的是            。

A．c(NH₄^＋  )＞c(CO₃^{2 －})＞c(HCO₃^－  )＞c(NH₃·H₂O)

B．c(NH₄^＋  )＋c(H^＋)=c(HCO₃^－  )＞c(OH^－)＋ c(CO₃^{2 －})

C．c(HCO₃^－  )＋c(H₂CO₃)＋ c(CO₃^{2 －})=0.1 mol·L^－1

D．c(NH₄^＋  )＋c(NH₃·H₂O)=2c(CO₃^{2 －})＞2c(HCO₃^－  )＋ 2c(H₂CO₃)

Answer

(14分)

（1）CH4(g)＋H2O(g) = CO(g)＋3H2(g) H=＋161.1 kJ·mol－1

（2）B

（3）2500 L2/mol2

（4）A A起始浓度小，但在20min内反应速率快(或答6min内AB反应速率相同)，说明A温度高

（5）① 碱 由于NH3·H2O的电离平衡常数大于HCO3－ 的电离平衡常数，因此CO32 －水解程度大于NH4＋ 水解程度，溶液呈碱性 ② B

【解析】

试题分析：（1）由化学反应的能量变化图可知反应①②③中生成物能量都小于反应物能量，它们都是放热反应；反应③－①－②×3即可得到CH4(g)＋H2O(g) = CO(g)＋3H2(g) H=＋161.1 kJ·mol－1。

（2）要使吸收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，只要使平衡向逆反应方向移动即可，逆反应方向为气体体积增大的吸热反应，所以在高温低压下使平衡逆向移动；选B。

（3）根据题给信息：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(l)＋H2O(g)

起始量(mol) 4 2 0

变化量(mol) 2 1 1

平衡量(mol) 2 1 1

此反应下，平衡常数K=(1÷100)÷[(2÷100)2×(1÷100)]= 2500 L2/mol2

（4）因为A的起始浓度小，但在20min内反应速率快，说明A曲线所对应的实验温度高。

（5）①铵根离子水解导致溶液呈酸性，碳酸根离子水解使溶液呈碱性，由于NH3·H2O的电离平衡常数大于HCO3－ 的电离平衡常数，因 此CO32 －水解程度大于NH4＋ 水解程度，溶液呈碱性；

②A.碳酸铵水解是微弱的，且CO32 －的水解是分步进行的，所以离子浓度大小关系为：c(NH4＋ )＞c(CO32 －)＞c(HCO3－ )＞c(NH3·H2O)，A项正确；B.不符合电荷守恒，应为：c(NH4＋ )＋c(H＋)=c(HCO3－ )＞c(OH－)＋ c(CO32 －)，B项错误；C.符合物料守恒，正确；D.将电荷守恒和物料守恒即得关系式为：c(NH4＋ )＋c(NH3·H2O)=2c(HCO3－ )＞2c(HCO3－ )＋ 2c(CO32 －)，D项正确；选B。

考点：考查热化学方程式的书写，平衡常数的计算，化学图像的分析与判断，弱电解质的电离等知识。