Question

【題目】合理應用和處理氮的化合物，在生產(chǎn)生活中有重要意義。

（1）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：CO(NH2)2 (s) + H2O(l)2 NH3(g)+CO2(g) △H＝+133.6 kJ/mol。該反應的化學平衡常數(shù)的表達式K＝ 。關于該反應的下列說法正確的是 （填序號）。

a. 從反應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的平衡常數(shù)增大

c. 降低溫度使尿素的轉(zhuǎn)化率增大

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮氣。

結(jié)合①中信息，尿素還原NO(g)的熱化學方程式是 。

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

（2）NO2會污染環(huán)境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。已知9.2 g NO2和Na2CO3溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1 mol，此反應的離子方程式是 ；恰好反應后，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系是c(Na+)>________。

Answer 1

【答案】（1）①c2(NH3)·c(CO2) a

②2CO(NH2)2(s) + 6NO(g)＝5 N2(g) +2CO2(g) + 4H2O(l)△H＝-1804.7kJ/mol

③＞；0.75 （2）2NO2 +CO32－＝CO2 +NO2－+NO3－ c(NO3－)＞c(NO2－)＞c(OH-)＞c(H+)

【解析】

試題分析：（1）化學平衡常數(shù)是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，則該反應的平衡常數(shù)的表達式K＝c2(NH3)·c(CO2)。a. 由于反應過程中只有生成物中的二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.降溫平衡應該是逆向移動，轉(zhuǎn)化率降低，c錯誤，答案選a。

②從圖中可看出：①4NH3（g）+6NO(g)＝5N2 (g)+6H2O(l) △H=-2071.9KJ/mol，又因為②CO(NH2)2 (s) + H2O(l)2 NH3(g)+CO2(g) △H＝+133.6 kJ/mol，則根據(jù)蓋期定律科學①＋②×2即可得到尿素還原NO(g)的熱化學方程式：2 CO(NH2)2(s) + 6 NO(g) = 5 N2(g) + 2CO2(g) + 4 H2O(l) △H =－1804.7 kJ/mol；

③圖中a點反應沒有達到平衡狀態(tài)，反應向正反應方向進行，且a點對應的反應物濃度大于b點故濃度大，則a點的正反應速率v正（CO2）大于b點的逆反應速率v（逆）（CO2）；先假設反應起始時二氣體均為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)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，解答n＝0.375mol，所以NH3的轉(zhuǎn)化率為75%。

（2）NO2中N元素的化合價為+4價，氧化產(chǎn)物只能是NO3－，結(jié)合轉(zhuǎn)移電子數(shù)可知還原產(chǎn)物中N元素化合價為+3價，故為NO2－，所以反應的離子方程式即可得到2NO2 +CO32－＝CO2 +NO2－+NO3－；反應后溶液顯示弱堿性說明NO2－要水解，因此離子濃度大小關系為c(NO3－)＞c(NO2－)＞c(OH-)＞c(H+)。