解题思路:(1)依据图象分析反应过程都是能量降低的过程,说明反应是放热反应;写出对应热化学方程式,依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式;
(2)依据平衡移动方向分析判断需要的条件;
(3)依据化学方程式和平衡常数概念写出表达式,注意尿素是固体;根据化学平衡三段式列式计算平衡浓度,计算平衡常数;依据催化剂的作用画出图象;
(4)①依据弱电解质电离平衡常数比较弱电解质强弱,盐类水解原理分析判断溶液酸碱性;
②依据溶液中离子性质,电荷守恒、物料守恒、离子浓度大小比较的方法分析选择.
(1)图象分析反应过程都是能量降低的过程,说明反应是放热反应;反应的热化学方程式为:
①CO(g)+[1/2]O2(g)=CO2(g)△H=-282KJ/mol
②H2(g)+[1/2]O2(g)=H2O(g)△H=-241.8KJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-846.3KJ/mol
由盖斯定律③-②×3-①得到:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ•mol-1,
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+161.1kJ•mol-1;
(2)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,依据化学平衡[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)⇌[Cu(NH3)3]CH3COO•CO(l);△H<0,反应是气体体积减小的放热反应,平衡逆向进行是再生的原理,再生的适宜条件是高温低压;
故答案为:B;
(3)2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(l)+H2O(g).依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数K=
c(H2O)
c(CO2)c2(NH3),向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到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 0.010 0.01
平衡量(mol/L) 0.02 0.01 0 0.01
K=
c(H2O)
c(CO2)c2(NH3)=
0.01
0.022×0.01=2500L2•mol-2
故答案为:2500 L2•mol-2;
如图2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,保持其它条件不变情况下,在图中用实线画出使用催化剂时,改变反应速率,不改变化学平衡,该反应的进程曲线为,曲线的转折点在横坐标40之前,纵坐标必需在20的线上,如图为
,
故答案为:2500;
;
(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;
故答案为: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;
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(HCO3-)>c(NH3•H2O),故A正确;
B.溶液中存在电荷守恒为:c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),故错误;
C.依据溶液中物料守恒得到:c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1mol•L-1 ,故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),故D正确;
故答案为:ACD.
点评:
本题考点: 热化学方程式;化学平衡常数的含义;化学平衡的调控作用;离子浓度大小的比较.
考点点评: 本题考查了热化学方程式书写方法,化学平衡影响因素分析,电解质溶液中离子浓度关系的应用判断,掌握基础是关键,题目难度中等.