Question

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

（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到分解 平衡。實驗測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
平衡氣體總物質的量（mol）	0.34	0.48	0.68	0.94

①氨基甲酸銨分解的化學方程式為 NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)，若 25.0℃時達到平衡所用時間為8min，根據(jù)數(shù)據(jù)計算 NH3 的平均生成速率為__________。

②可以判斷該分解反應已經(jīng)達到化學平衡的是_____。

A. 2v(NH3)正=v(CO2)逆

B.密閉容器中總壓強不變

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數(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 溶液測定水解反應速率，得到 c(NH2COO-)隨時間變化趨勢如圖所示。根據(jù)圖中信息，如何說明水解反應速率隨溫度升高而增大：_____。

（3）合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(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下時 N2 和 H2 反應生成 1molNH3 過程中能量變化示意圖，請寫出工業(yè)合成氨的熱化學反應方程式：__________________________。（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 可用來消除 NO 的污染，生成兩種對環(huán)境無害的物質。寫出反應的化學方程式：_____________________；該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比是_______________。

Answer 1

【答案】0.4mol/(L·min）BC25℃反應物起始濃度較小，但 0～6min 的平均反應速率（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化學反應速率V=△c/△t

②根據(jù)化學平衡的標志來判斷，正逆反應速率相同，各組分濃度保持不變及其衍生的各種關系符合平衡標志；

（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說明．

（3）工業(yè)合成氨常用的催化劑是鐵觸媒，氨分子中一個氮原子和三個氫原子形成三個氮氫共價鍵。

（4）由圖求出N2和H2反應生成1molNH3的反應熱，再根據(jù)熱化學反應方程式的書寫解答；

（5）在催化劑存在下，NH3 可用來消除 NO 的污染，生成氮氣和水。寫出反應的化學方程式；該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比等于還原劑和氧化劑之比。

（1）①化學反應速率V=△c/△t= ==0.4mol/(L·min）；

②A、速率比不等于方程式計量數(shù)之比，故A不正確；

B、該反應是氣體體積增大的反應，故當容器內(nèi)壓強不變時，已達到平衡，故B正確；

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

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

故選：BC；

（2）因25℃反應物起始濃度較小，但0～6min的平均反應速率（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，氨分子中一個氮原子和三個氫原子形成三個氮氫共價鍵，氨分子的電子式是。

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

（5）在催化劑存在下，NH3 可用來消除 NO 的污染，生成氮氣和水。寫出反應的化學方程式4NH3+6NO 5N2+6H2O；該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質的量之比等于還原劑和氧化劑之比，4：6=2：3。