Question

【題目】某研究小組探究氨基甲酸銨（NH2COONH4）分解的化學(xué)平衡和水解反應(yīng)速率。

（1）將一定量純凈的氨基甲酸銨置于固定容積為 100mL 的密閉真空溶液 A 中，在恒定溫度下使其達(dá)到分解 平衡。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表：

溫度（℃）	20.0	25.0	30.0	35.0
平衡氣體總物質(zhì)的量（mol）	0.34	0.48	0.68	0.94

①氨基甲酸銨分解的化學(xué)方程式為 NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，若 25.0℃時(shí)達(dá)到平衡所用時(shí)間為8min，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算 NH3 的平均生成速率為__________。

②可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡的是_____。

A. 2v(NH3)正=v(CO2)逆

B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變

C. 密閉容器中混合氣體的密度不變

D. 密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變

（2）已知：NH2COONH4+2H2O NH4HCO3+NH3·H2O。該研究小組分別用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨 溶液測(cè)定水解反應(yīng)速率，得到 c(NH2COO-)隨時(shí)間變化趨勢(shì)如圖所示。根據(jù)圖中信息，如何說(shuō)明水解反應(yīng)速率隨溫度升高而增大：_____。

（3）合成氨工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展具有重要意義。工業(yè)合成氨常用的催化劑是_____，氨分子的電子式是_____。

（4）如圖是一定的溫度和壓強(qiáng)下時(shí) N2 和 H2 反應(yīng)生成 1molNH3 過(guò)程中能量變化示意圖，請(qǐng)寫(xiě)出工業(yè)合成氨的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：__________________________。（熱量 Q 的數(shù)值使用含字母 a、b 的代數(shù)式表示）

（5）在催化劑存在下，NH3 可用來(lái)消除 NO 的污染，生成兩種對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)。寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________；該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比是_______________。

Answer 1

【答案】0.4mol/(L·min）BC25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但 0～6min 的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比 15℃大鐵觸媒N2(g)+3H2(g)→2NH3(g) H=+(b-a)kJ·mol－14NH3+6NO 5N2+6H2O2:3

【解析】

（1）①化學(xué)反應(yīng)速率V=△c/△t

②根據(jù)化學(xué)平衡的標(biāo)志來(lái)判斷，正逆反應(yīng)速率相同，各組分濃度保持不變及其衍生的各種關(guān)系符合平衡標(biāo)志；

（2）由圖象數(shù)據(jù)可以得出，用不同初始濃度，不同溫度下的平均速率的大小來(lái)說(shuō)明．

（3）工業(yè)合成氨常用的催化劑是鐵觸媒，氨分子中一個(gè)氮原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)氮?dú)涔矁r(jià)鍵。

（4）由圖求出N2和H2反應(yīng)生成1molNH3的反應(yīng)熱，再根據(jù)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)解答；

（5）在催化劑存在下，NH3 可用來(lái)消除 NO 的污染，生成氮?dú)夂退�。�?xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式；該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比等于還原劑和氧化劑之比。

（1）①化學(xué)反應(yīng)速率V=△c/△t= ==0.4mol/(L·min）；

②A、速率比不等于方程式計(jì)量數(shù)之比，故A不正確；

B、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí)，已達(dá)到平衡，故B正確；

C、該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，故當(dāng)密閉容器中混合氣體的密度不變，已達(dá)到平衡，故C正確；

D、因反應(yīng)物（NH2COONH4）是固體物質(zhì)，所以密閉容器中NH3的體積分?jǐn)?shù)始終不變，為2/3．故D不正確；

故選：BC；

（2）因25℃反應(yīng)物起始濃度較小，但0～6min的平均反應(yīng)速率（曲線的斜率）仍比15℃大

（3）工業(yè)合成氨常用的催化劑是鐵觸媒，氨分子中一個(gè)氮原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)氮?dú)涔矁r(jià)鍵，氨分子的電子式是。

（4）由圖可知，N2和H2反應(yīng)生成1molNH3放出的熱量為（b-a）kJ，該反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為N2(g)+3H2(g)→2NH3(g) H=+(b-a)kJ·mol－1；

（5）在催化劑存在下，NH3 可用來(lái)消除 NO 的污染，生成氮?dú)夂退�。�?xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式4NH3+6NO 5N2+6H2O；該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比等于還原劑和氧化劑之比，4：6=2：3。