Question

【題目】氨氣在生產(chǎn)、生活和科研中應(yīng)用十分廣泛。

（1）以CO2與NH3為原料合成尿素的主要反應(yīng)如下：

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=－159kJ·mol－1

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+72kJ·mol－1

H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol－1

則反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=______kJ·mol－1

（2）某溫度下，向容積為100 ml的密閉容器中通入4molNH3和2molCO2發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，物質(zhì)X的濃度變化曲線如下圖所示。

①前5s內(nèi)，v(H2O)=__________。

②該條件下的平衡常數(shù)K=_______。

（3）T℃時(shí)，將等物質(zhì)的量的NO和CO充入體積為2L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應(yīng)過(guò)程（0——15min）中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。

①平衡時(shí)若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡將____（填“向左”“向右”或“不”）移動(dòng)。

②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質(zhì)量相同但表面積不同的催化劑時(shí)，達(dá)到平衡過(guò)程中n(NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是______（填“a”或“b”）。

③15min時(shí)，若改變外界反應(yīng)條件，導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是____。

（4）垃圾滲濾液中含有大量的氨氮物質(zhì)（用NH3表示）和氯化物，把垃圾滲濾液加入如圖所示的電解池（電極為惰性材料）中進(jìn)行電解除去NH3，凈化污水。該凈化過(guò)程分兩步：第一步電解產(chǎn)生氧化劑，第二步氧化劑氧化氨氮物質(zhì)生成N2。

①寫出第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式_________。

②若垃圾滲濾液中氨氮物質(zhì)的含量為1.7%，則理論上電解1t該污水，電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________。

Answer 1

【答案】－1311mol·L－1·s－12.5×10－3向右b增大CO的物質(zhì)的量濃度（或增大壓強(qiáng)）3Cl2+2NH3=N2+6HCl（或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl）3×103NA

【解析】

(1)已知：2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159 kJmol-1 ①，

NH2CO2NH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+72 kJmol-1 ②，H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol－1③

將①+②-③可得：2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=(-159 kJmol-1)+(+72 kJmol-1)-(+44 kJ·mol－)=-131 KJ/mol；

(2)①圖示為NH3的濃度隨時(shí)間的變化曲線，5s時(shí)NH3的濃度有40 mol/L降為30 mol/L，則v(NH3)==2 mol·L－1·s－1，v(H2O)=v(NH3)=1 mol·L－1·s－1；

②平衡時(shí)NH3的濃度為20 mol/L，NH3的濃度為20 mol/L，則平衡時(shí)CO2的濃度為10 mol/L，H2O(g)的濃度為10 mol/L，該條件下的平衡常數(shù)K====2.5×10－3；

(3)①起始時(shí)，NO為0.4 mol，平衡時(shí)NO為0.2 mol，
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2
起始物質(zhì)的量：0.4 mol0.4 mol 0 0
轉(zhuǎn)化的物質(zhì)量：0.2 mol0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
平衡物質(zhì)的量：0.2 mol 0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
則平衡時(shí)的濃度：c(NO)=0.1 mol/L，c(CO)=0.1 mol/L，c(CO2)=0.1 mol/L，c(N2)=0.05 mol/L，
k==5 (mol/L)-1；
平衡時(shí)若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，則c(CO)=0.5 mol/L，c(N2)=0.45 mol/L，
Qc==1.8＜k，則平衡將向右移動(dòng)；

②催化劑表面積較大，反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡所用時(shí)間短，由圖可知，b曲線代表的條件下反應(yīng)速率快，所以b的催化劑的表面積大；

③由圖象可知，NO的濃度減小，平衡向正方向移動(dòng)，所以改變的條件為增加CO的物質(zhì)的量濃度或增大壓強(qiáng)；

(4)①根據(jù)圖示知道：A電極是電解池的陽(yáng)極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，可以得到氧化劑，根據(jù)離子的放電順序，即氯離子失電子產(chǎn)生氯氣的過(guò)程，電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑；第二步氧化劑氯氣氧化氨氮物質(zhì)即氨氣生成N2的過(guò)程，發(fā)生的反應(yīng)為：3Cl2+2NH3=N2+6HCl；

②1t該污水中氨氮物質(zhì)的含量為1.7%，質(zhì)量為1×106 g×1.7%=1.7×104 g，則理論上電解轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.7×104 g÷17 g/mol×3=3×103 mol，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3×103 NA。

點(diǎn)晴：側(cè)重于考查學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力和計(jì)算能力，注意把握三段式在化學(xué)平衡計(jì)算中的應(yīng)用，注意題干信息的應(yīng)用是關(guān)鍵，該電解池(電極為惰性材料)電解除去NH3，凈化污水．該凈化過(guò)程分兩步：第一步電解產(chǎn)生氧化劑，即產(chǎn)生能將氨氧化為氮?dú)獾奈镔|(zhì)，第二步氧化劑氧化氨氮物質(zhì)生成N2，據(jù)電解池的工作原理結(jié)合發(fā)生的反應(yīng)來(lái)回答。