Question

氨是最重要的化工产品之一。

（1）已知合成氨的反应是一个典型的可逆反应，在一个一定容积的密闭容器中加入1 mol 氮气和3mol 氢气，在一定条件下发生反应合成氨气，当反应物转化率达10%时，测得放出的热量为9.24kJ，请写出该条件下合成氨反应的热化学方式：                 。

（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为[Cu(NH₃)₂CH₃COO](l)＋CO(g)＋NH₃(g)[Cu(NH₃)₃]CH₃COO·CO(l) ΔH<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__________。(填字母)

A．高温、高压    B．高温、低压    C．低温、低压    D．低温、高压

（3）用氨气制取尿素[CO(NH₂)₂]的反应为2NH₃(g)＋CO₂(g)CO(NH₂)₂(l)＋H₂O(g) ΔH<0

某温度下，向容积为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%。该温度下此反应平衡常数K的值为__________。右图中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH₃浓度变化。若反应延续至70s，保持其他条件不变情况下，请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。

（4）将尿素施入土壤后，大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用，尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下，转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表：

弱电解质	H2CO3	NH3·H2O
电离平衡常数	Ka1＝4.30×10^－7	1.77×10^－5
Ka2＝5.61×10^－11

现有常温下0.1mol·L^－1的(NH₄)₂CO₃溶液，

①你认为该溶液呈__________(填“酸”、“中”或“碱”性)，原因是__________________。

②就该溶液中粒子之间有下列关系式，你认为其中不正确的是_________。

A．c(NH₄^＋)>c(CO₃^2－)>c(OH^-)>c(H⁺)

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

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

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

Answer

（1）N2(g) +3H2( g)2NH3(g) △H =－92. 4 kJ·mol-1（2）B（3）2500

(说明：曲线的转折点在横坐标40之前，纵坐标必需在20的线上)

（4）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，溶液中c(OH－)>c(H＋)，溶液呈碱性 ②B

【解析】

试题分析：（1）在一个一定容积的密闭容器中加入1 mol 氮气和3mol 氢气，在一定条件下发生反应合成氨气，当反应物转化率达10%时，消耗0.1mol氮气，测得放出的热量为9.24kJ，则1mol氮气完全反应放出的热量是92.4kJ，则该条件下合成氨反应的热化学方式为N2 (g) +3H2 ( g) 2NH3 (g) △H =－92. 4 kJ·mol-1。

（2）由于正反应是体积减小的放热的可逆反应，则再生的适宜条件是高温、低压。

（3）2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)，反应进行到40s时达到平衡，反应达到平衡时CO2的转化率为50%，消耗二氧化碳浓度0.02mol/L×50%=0.01mol/mol；

2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)

起始量（mol/L） 0.04 0.02 0 0

变化量（mol/L） 0.02 0.01 0 0.01

平衡量（mol/L） 0.02 0.01 0 0.01

则：K=＝2500；

若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，使用催化剂时，改变反应速率，不改变化学平衡，曲线的转折点在横坐标40之前，纵坐标必需在20的线上，该反应的进程曲线为如图所示（见答案）。

（4）①分析电离平衡常数可知电离程度，NH3•H2O＞H2CO3＞HCO3-，对应盐水解程度NH4+＜HCO3-＜CO32-，常温下0.1mol·L－1的(NH4)2CO3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，溶液中c （OH-）＞c（H+），溶液呈碱性；

②A．溶液中铵根离子浓度大于碳酸根离子浓度，碳酸根离子水解程度大于铵根离子水解程度，所以溶液中离子浓度大小为c(NH4＋)>c(CO32－)>c(OH-)>c(H+)，A正确；B．溶液中存在电荷守恒为c(NH4＋)＋c(H＋)＝c(HCO3－)＋c(OH－)＋2c(CO32－)，B错误；C．依据溶液中物料守恒得到c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(H2CO3)＝0.1mol·L－1，C正确；D．依据溶液中物料守恒，n（N）：n（C）＝2：1，结合溶液中离子种类和守恒关系得到：c(NH4＋)＋c(NH3·H2O)＝2c(CO32－)＋2c(HCO3－)＋2c(H2CO3)，D正确，答案选B。

【考点定位】本题主要是考查热化学方程式、离子方程式的书写、化学平衡影响因素分析、化学平衡的计算等知识

【名师点晴】本题考查的知识点较多，难度较大，侧重于培养学生的分析与应用能力。难点是化学平衡图像以及溶液中离子浓度大小比较。有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图像，想原理，巧整合”四步法。即第一步：看特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。第四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。关于溶液中离子浓度大小比较关键是灵活应用电荷守恒、物料守恒以及质子守恒。