Question

(14分)氮的化合物是一把雙刃劍，它既是一種資源，又會給環(huán)境造成危害。

Ⅰ．氨氣是一種重要的化工原料。

（1）NH3與CO2在120oC，催化劑作用下反應生成尿素：CO2(g) +2NH3(g)（NH2）2CO(s) +H2O(g) ，在密閉反應容器中，混合氣體中NH3的含量變化關系如圖所示：

則A點的逆反應速率V（逆）（CO2） B點的正反應速率V（正）（CO2）（填“>”“=”或“<”），氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率是 。

（2）將一定量的NH2COONH4(s)置于恒溫密閉容器中，NH2COONH4(s)2 NH3(g)+CO2(g)，其分解達到平衡狀態(tài)時，容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為 。該反應的化學平衡常數(shù)的表達式為________。

Ⅱ．氮的氧化物會污染環(huán)境。

（3）采取還原法，用炭粉可將氮的氧化物還原。

已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H= +180.6 kJ·mol-1

C（s）+O2（g）=CO2（g） △H= —393.5 kJ·mol-1

寫出炭粉還原一氧化氮的熱化學反應方程式 。

（4）若用Na2CO3溶液吸收NO2可生成CO2，9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則此反應的離子反應方程式為________。若生成的CO2完全逸出，所得溶液中的離子濃度大小關系為________。

Answer 1

(14分,每空2分) （1）< （1分） 0.75 （2） 26 K=c2（NH3）×c(CO2)

（3）C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g） △H= -574.1kJ·mol-1

（4）2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ； C (Na+)> C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知A點氨氣的含量是變化的，這說明A點沒有達到平衡狀態(tài)，而B點達到平衡狀態(tài)。A點到B點的氨氣含量降低，這說明A點反應向正反應方向進行，正反應速率大于逆反應速率，則A點的逆反應速率V（逆）（CO2）小于 B點的正反應速率V（正）（CO2）。根據(jù)圖像可知起始時氨氣和CO2的體積相等，設物質(zhì)的量均是1mol，消耗氨氣的物質(zhì)的量是xmol，則生成水蒸氣的物質(zhì)的量是0.5xmol。平衡時氨氣的含量是0.2，則，解得x＝0.75，所以氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率是0.75、

（2）根據(jù)方程式可知生成的氨氣和CO2的體積之比是2：1，則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是。由于只有生成物中有氣體，則二者的體積之比是2：1，所以該反應的化學平衡常數(shù)的表達式為K=c2（NH3）×c(CO2)。

（3）已知：① N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H= +180.6 kJ·mol-1，② C（s）+O2（g）=CO2（g） △H= —393.5 kJ·mol-1，則根據(jù)蓋斯定律可知①—②即可得到炭粉還原一氧化氮的熱化學反應方程式為C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g） △H= -574.1kJ·mol-1。

（4）9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1mol，NO2的物質(zhì)的量是0.2mol，這說明氮元素的化合價部分升高到＋5價，另外一半降低到＋3價，則此反應的離子反應方程式為2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ；若生成的CO2完全逸出，由于亞硝酸根水解，溶液顯堿性，則所得溶液中的離子濃度大小關系為C (Na+)> C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)。

考點：考查平衡狀態(tài)計算、平衡常數(shù)、蓋斯定律應用以及氧化還原反應計算和離子濃度大小比較等