Question

運用化學(xué)反應(yīng)原理知識在工業(yè)生產(chǎn)中有重要意義。
（1） 工業(yè)生產(chǎn)可以用NH₃(g)與CO₂(g)經(jīng)兩步反應(yīng)生成尿素，兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下：

則NH₃(g)與CO₂(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為___________          _____。
（2）工業(yè)生產(chǎn)中用CO可以合成甲醇CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，ΔH＝－90.1 kJ·mol^－1   在一定壓強下，容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H₂，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。

①p₁________p₂(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②100 ℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝_         ____(mol·L^－1)^－2；
③在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH₂，達到新平衡時，CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
（3）工業(yè)生產(chǎn)中用SO₂為原料制取硫酸
①利用原電池原理，用SO₂、O₂和H₂O來制備硫酸，該電池用多孔材料作電極，它能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負極的電極反應(yīng)式___                ____________。
②用Na₂SO₃溶液充分吸收SO₂得NaHSO₃溶液，然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式____          ______。

（4）工業(yè)生產(chǎn)中用氨水吸收SO₂
若將等物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水充分反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式       ，所得溶液呈       性。

Answer 1

（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^＋＋SO₄^2-    ②HSO₃^-＋H₂O－2e^－=SO₄^2-＋3H^＋
（4）SO₂ + NH₃+H₂O= NH₄⁺+HSO₃^— 酸性(1分)

試題分析：（1）由圖示可知，兩步反應(yīng)的完成的熱效應(yīng)與一步完成的熱效應(yīng)是相同的，將兩個反應(yīng)相加可得2NH₃(g)＋CO₂(g)=CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(l)　ΔH＝－134 kJ·mol^－1。
（2）①根據(jù)化學(xué)方程式CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)，正反應(yīng)方向為氣體系數(shù)減小的方向，所以增大壓強，化學(xué)平衡向右移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，所以p₁小于p₂。
②根據(jù)“三段式”進行計算，CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)
初始濃度（mol?L?¹）    a/V     2a/V        0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?¹）    a/2V    a/V         a/2V
平衡濃度（mol?L?¹）    a/2V    a/V        a/2V
所以K=a/2V÷[a/2V×(a/V)²]= (V/a)²
在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH₂，容器內(nèi)壓強增大，平衡向右移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大。
（3）①原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)，SO₂失去電子生成SO₄²?，配平得電極方程式：SO₂＋2H₂O－2e^－=4H^＋＋SO₄^2-
②HSO₃?在電解池的陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子轉(zhuǎn)化為SO₄²?：HSO₃^-＋H₂O－2e^－=SO₄^2-＋3H^＋
（4）等物質(zhì)的量的SO₂與NH₃溶于水充分反應(yīng)，生成NH₄HSO₃，離子方程式為：SO₂ +                    NH₃+H₂O=NH₄⁺+HSO₃^— ，NH₄HSO₃為酸式鹽，在溶液中電離出H⁺，使溶液顯酸性。