Question

【題目】合理應(yīng)用和處理氮的化合物，在生產(chǎn)生活中有重要意義。尿素[CO(NH2)2] 是一種高效化肥，也是一種化工原料。

①以尿素為原料在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(NH2)2 (s)+H2O(l) 2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6kJ/mol。該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的表達(dá)式 K=_____。關(guān)于該反應(yīng)的下列說法不正確的是______(填序號(hào)）。

a.從反應(yīng)開始到平衡時(shí)容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變

b.在平衡體系中增加水的用量可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

c.降低溫度使尿素的轉(zhuǎn)化率減小

d.當(dāng)2v正[NH3]=v逆[CO2]，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮?dú)?/span>。己知：如圖1所示結(jié)合①中信息，尿素還原NO(g)的熱化學(xué)方程式是____________。

③密閉容器中以等物質(zhì)的量的NH3和CO2為原料，在120℃、催化劑作用下反應(yīng)生成尿素：CO2(g) + 2NH3(g) CO(NH2)2 (s)+ H2O(g)，混合氣體中NH3的物質(zhì)的量百分含量[φ(NH3)]隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2所示，則a點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正(CO2)___b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率V逆(CO 2)(填“〉”“=”或“<”）；氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率是________。

④NO2會(huì)污染環(huán)境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。己知9.2gNa和Na2CO3溶液完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子0.1mol，此反應(yīng)的離子方程式是________；恰好反應(yīng)后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱堿性，則溶液中存在的所有離子濃度大小關(guān)系是 c(Na+)>_____。

Answer 1

【答案】 c2(NH3)c(CO2) bd 2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=1804.7kJ/mol > 0.75 2NO2+CO32=NO3+NO2+CO2 c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+)

【解析】①尿素和水不是氣體，不列入，其化學(xué)平衡常數(shù)= =c2(NH3)c(CO2)；a、混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量==M1·n1%+ M2·n2%+…，該反應(yīng)中只有生成物是氣體，生成的氨氣和二氧化碳的物質(zhì)的量之比保持不變，故a正確；b、化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，故b錯(cuò)誤；c、該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，降溫平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率降低，故c正確；d.當(dāng)2v正[NH3]=v逆[CO2]，正逆反應(yīng)速率不等，反應(yīng)不是平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；故選bd；故答案為：c2(NH3)c(CO2)；bd；

②已知①CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6kJ/mol，②根據(jù)圖1有：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=-2071.9kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，①×2+②得：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1804.7kJ/mol，故答案為：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1804.7kJ/mol；

③氨氣的體積分?jǐn)?shù)從50%變化為20%后體積分?jǐn)?shù)保持不變，說明b點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，a點(diǎn)氨氣體積百分含量大于b的氨氣體積百分含量，說明反應(yīng)正向進(jìn)行達(dá)到平衡狀態(tài)，a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的正反應(yīng)速率，故v正(CO2)＞v逆(CO2)；

設(shè)氨氣消耗物質(zhì)的量x，開始氨氣體積分?jǐn)?shù)為50%，假設(shè)氨氣為50mol，二氧化碳為50mol，

CO2(g) + 2NH3(g) CO(NH2)2 (s)+ H2O(g)

起始量(mol) 50 50 0 0

變化量(mol) 0.5x x 0.5x 0.5x

平衡量(mol) 50-0.5x 50-x 0.5x 0.5x

氨氣的體積分?jǐn)?shù)==20%；解得x=37.5mol，氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率=×100%=75%，故答案為：＞；75%；

④9.2gNO2的物質(zhì)的量=0.2mol，即0.2molNO2和Na2CO3溶液完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子0.1mol，則2molNO2和Na2CO3溶液反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移電子1mol，則N的化合價(jià)分別有+4價(jià)變化為+5價(jià)和+3價(jià)，在堿性溶液中應(yīng)生成NO3-和NO2-，反應(yīng)的離子方程式為：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2，若生成的CO2完全逸出，NO2-水解成堿性，所得溶液中的離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)＞c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案為：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2；c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+)。