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。

（1）氧化—還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化如下：

①反應(yīng)Ⅰ為：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2(標準狀況)時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol。

②反應(yīng)Ⅱ中，當n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2時，反應(yīng)的化學方程式是_____。

（2）硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法，同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化，主要反應(yīng)為：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1

已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1，寫出NO和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學方程式 。

（3）尿素[CO(NH2)2]是一種高效化肥，也是一種化工原料。

①以尿素為原料一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO(NH2)2 (s) + H2O(l)2 NH3(g)+CO2(g) △H = +133.6 kJ/mol。該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)的表達式K= 。關(guān)于該反應(yīng)的下列說法正確的是 （填序號）。

a．從反應(yīng)開始到平衡時容器中混合氣體的平均相對分子質(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)化率增大

②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[(NH3)]隨時間變化關(guān)系如圖所示。則a點的正反應(yīng)速率V（正）（CO2） b點的逆反應(yīng)速率V（逆）（CO2）（填“＞”、“=”或“＜”）；氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率是 。

Answer 1

【答案】⑴①1 (2分） ②6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋8H2O＋4CO2 (3分）

⑵2NO(g)+O2(g)＝2NO2(g) △H＝－113.0 kJ/mol(2分）

（3）①c2(NH3)·c(CO2) (2分） a (2分） ②＞ (2分） 0.75(2分）

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)反應(yīng)NO＋O3＝NO2＋O2可知，每生成生成1mol氧氣，反應(yīng)中氮元素的化合價就從＋2價升高到＋4價，失去2個電子，則11.2 L O2（標準狀況）即0.5mol氧氣時，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol。

②反應(yīng)ⅡNO2中氮元素的化合價是+4價，而尿素中氮元素的化合價是－3價，當n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2時，根據(jù)電子得失守恒可知，氮原子均轉(zhuǎn)化為氮氣，則根據(jù)原子守恒可知，其余產(chǎn)物是水和CO2，所以反應(yīng)的化學方程式是6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋8H2O＋4CO2。

（2）①已知：反應(yīng)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1、NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1，則根據(jù)蓋斯定律可知前者減去后者乘以2即得到2NO(g)+O2(g) ＝ 2NO2(g)，則△H＝－196.6kJ·mol－1+41.8 kJ·mol－1×2＝－113.0 kJ·mol－1。

（3）化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達式K＝c2(NH3)·c(CO2)。a．由于反應(yīng)過程中只有生成物中的兩種氣體且它們的物質(zhì)的量之比始終保持不變，故平均相對分子量也始終不變，a正確；B．平衡常數(shù)只受溫度影響，b錯誤；C．降溫平衡應(yīng)該是逆向移動，轉(zhuǎn)化率降低，c錯誤，答案選a。

②圖中a點反應(yīng)沒有達到平衡狀態(tài)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，且a點對應(yīng)的反應(yīng)物濃度大于b點故濃度大，則a點的正反應(yīng)速率v正（CO2）大于b點的逆反應(yīng)速率v（逆）（CO2）；先假設(shè)反應(yīng)起始時兩種氣體均為1mol，達平衡時CO2變化nmol，NH3變化2nmol，生成的H2O為nmol。則平衡時各自的物質(zhì)的量分別是(1－n)mol、(1－2n)mol、nmol，根據(jù)平衡時CO2的體積分數(shù)為20%可知，解得n＝0.375mol，所以NH3的轉(zhuǎn)化率為75%。