Question

【題目】CO是合成尿素、甲酸的原料。

（1）在l00kPa和TK下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物的焓變稱為該物質(zhì)在TK時的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，用符號△H0表示。已知石墨和一氧化碳的燃燒熱分別為393．5kJ/mol和283．0 kJ/mol，則CO(g)的△H0=________。

（2）合成尿素的反應(yīng)：2NH3(g)+CO (g)=CO(NH2)2(g)+H2(g) △H = - 81．0kJ/mol；T℃時，在體積為2L的恒容密閉容器中，將2 mol的NH3和1mol CO混合反應(yīng)，5 min時，NH3的轉(zhuǎn)化率為80%。則0—5min平均反應(yīng)速率為v(CO)= 。

則：K1 126.5（填“>”或“< ”）；其判斷理由是 。若保持恒溫恒容條件，將物質(zhì)的量之和為3 mol的NH3和CO以不同的氨碳比進行反應(yīng)，結(jié)果如圖所示：

若圖中c表示平衡體系中尿素的體積分?jǐn)?shù)，則a表示________的轉(zhuǎn)化率。

②當(dāng)= 時，尿素含量最大；此時，對于該反虛既能增大正反應(yīng)速率又能使平衡正向移動的措施是 （寫一種）。

（3）通過人工光合作用可將CO轉(zhuǎn)化成HCOOH。已知常溫下，濃度均為0.1 mol／L的HCOOH和HCOONa混合溶液pH =3.7，則HCOOH的電離常數(shù)Ka= （已知lg2=0.3）。用電化學(xué)可消除HCOOH對水質(zhì)造成的污染，其原理是電解CoSO4、稀硫酸和HCOOH混合溶液，用電解產(chǎn)生的Co3+將HCOOH氧化成CO2。

①Co3+氧化HCOOH的離子方程式為 ；

②忽略體積變化，電解前后Co2+的濃度將 （填“增大”、“減小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】（1）-110.5 kJ/mol（2）0.08mol/(L·min) ＜；合成尿素的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，K減小①CO②2；按物質(zhì)的量之比為2：1加入NH3和CO

（3）2×10－4 ①2Co3＋＋HCOOH＝CO2＋2Co2＋＋2H＋ ② 不變

【解析】

試題分析：（1）石墨和一氧化碳的燃燒熱△H分別為-393.5kJ/mol和-283.0kJ/mol，的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為①C（s）+O2（g）＝CO2（g）△H=-393.5kJmol-1

CO（g）+1/2O2（g）＝CO2（g）△H=-283.0kJmol-1

依據(jù)蓋斯定律計算①-②，得到C（s）+1/2O2（g）＝CO（g）

△H0＝-110.5 kJ/mol，CO（g）的△H0為-110.5 kJ/mol。

（2）5 min時，NH3的轉(zhuǎn)化率為80%，消耗氨氣是1.6mol，根據(jù)方程式可知消耗CO是0.8mol，濃度是0.8mol÷2L＝0.4mol/L，則0—5min平均反應(yīng)速率為v(CO)=0.4mol/L÷5min＝0.08mol/(L·min)。由于合成尿素的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動，所以K減小。

①增大氨氣的濃度提高CO的轉(zhuǎn)化率，則a表示CO的轉(zhuǎn)化率。

②根據(jù)圖像可知當(dāng)=2時，尿素含量最大；此時，對于該反應(yīng)既能增大正反應(yīng)速率又能使平衡正向移動的措施是按物質(zhì)的量之比為2：1加入NH3和CO。

（3）已知常溫下，濃度均為0.1 mol／L的HCOOH和HCOONa混合溶液pH =3.7，即氫離子濃度約是2×10－4mol/L，由于溶液中甲酸根和甲酸的濃度都約是0.1mol/L，所以HCOOH的電離常數(shù)Ka=2×10－4。

①Co3+氧化HCOOH的離子方程式為2Co3＋＋HCOOH＝CO2＋2Co2＋＋2H＋；

②根據(jù)原子守恒可知，忽略體積變化，電解前后Co2+的濃度將不變。