Question

10．氫氣是清潔能源，也是重要的化工原料．
（1）寫出金屬鈉與水反應(yīng)生成氫氣的化學(xué)方程式：2Na+2H₂O=H₂↑+2NaOH．
（2）以H₂為原料制取氨氣進而合成CO（NH₂）₂的反應(yīng)如下：
N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃△H=-92.4kJ/mol   2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-86.98kJ/mol  則N₂（g）、H₂（g）與CO₂（g）反應(yīng)生成CO（NH₂）₂（s）和H₂O（l）的熱化學(xué)方程式為N₂（g）+3H₂（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-179.38KJ/mol．
（3）已知H₂S高溫?zé)岱纸庵艸₂的反應(yīng)為H₂S（g）?H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）．在為2L的恒容密閉容器中，通入3.5mol H₂S，控制不同溫度進行H₂S的分解實驗，測得H₂S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示．
①985℃時，反應(yīng)經(jīng)7min達到平衡，則上述反應(yīng)從起始至7min內(nèi)的反應(yīng)速率v（S₂）=0.05mol/（L•min）．
②反應(yīng)S₂（g）+2H₂（g）?2H₂S（g）的△H＜（填“＞”或“＜”）0．

Answer 1

分析 （1）鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣；
（2）根據(jù)已知方程式構(gòu)建目標(biāo)方程式結(jié)合蓋斯定律來分析；
（3）①根據(jù)在985℃時，H₂S的轉(zhuǎn)化率為40%，即可求出H₂S的物質(zhì)的量的該變量，然后根據(jù)在反應(yīng)中，物質(zhì)的量的該變量之比等于計量數(shù)之比，即可求出S₂的物質(zhì)的量的該變量，然后根據(jù)v=$\frac{△n}{\frac{V}{△t}}$來計算反應(yīng)速率．
②據(jù)圖可知，溫度越高，H₂S的平衡轉(zhuǎn)化率越高，則說明升高溫度，反應(yīng)H₂S=H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）平衡右移，反應(yīng)吸熱，據(jù)此判斷．

解答 解：（1）鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣，反應(yīng)方程式為：2Na+2H₂O=H₂↑+2NaOH，故答案為：2Na+2H₂O=H₂↑+2NaOH；
（2）已知：N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.40kJ•mol^-1 ①
2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-86.98kJ•mol^-1 ②
將①+②可得：N₂（g）+3H₂（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=（-92.4KJ/mol）+（-86.98KJ/mol）=-179.38KJ/mol，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（l）△H=-179.38KJ/mol；
（3）①在985℃時，H₂S的轉(zhuǎn)化率為40%，H₂S的物質(zhì)的量的該變量△n=3.5mol×40%=1.4mol，在反應(yīng)中，物質(zhì)的量的該變量之比等于計量數(shù)之比，故S₂的物質(zhì)的量的該變量△n=0.7mol，故反應(yīng)速率v（S₂）=$\frac{△n}{\frac{V}{△t}}$=$\frac{0.7mol}{\frac{2L}{7min}}$=0.05mol/（L•min），
故答案為：0.05mol/（L•min）；
②據(jù)圖可知，溫度越高，H₂S的平衡轉(zhuǎn)化率越高，則說明升高溫度，反應(yīng)H₂S=H₂（g）+$\frac{1}{2}$S₂（g）平衡右移，反應(yīng)吸熱，故反應(yīng)S₂（g）+2H₂（g）=2H₂S（g）放熱，即△H＜0，
故答案為：＜．

點評 本題考查了鈉與水反應(yīng)、反應(yīng)熱的計算、反應(yīng)熱的計算等知識，利用蓋斯定律進行反應(yīng)熱的計算以及利用溫度對平衡轉(zhuǎn)化率的影響來分析反應(yīng)吸熱還是放熱是解答關(guān)鍵，題目難度中等．