Question

【題目】氮的化合物既是一種資源，也會給環境造成危害。

I．氨氣是一種重要的化工原料。

（1）NH3與CO2在120°C，催化劑作用下反應生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）（NH2）2CO（s）+H2O（g），ΔH= -x KJ/mol (x>0)，其他相關數據如表：

物質	NH3(g)	CO2(g)	CO(NH2)2(s)	H2O(g)
1mol分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量/KJ	a	b	z	d

則表中z（用x a b d表示）的大小為________。

（2）120℃時，在2L密閉反應容器中充入3mol CO2與NH3的混合氣體，混合氣體中NH3的體積分數隨反應時間變化關系如圖所示，該反應到達平衡時CO2的平均反應速率為_____, 此溫度時的平衡常數為_____。

下列能使正反應的化學反應速率加快的措施有___________.

① 及時分離出尿素 ② 升高溫度 ③ 向密閉定容容器中再充入CO2 ④ 降低溫度

Ⅱ．氮的氧化物會污染環境。目前，硝酸廠尾氣治理可采用NH3與于NO在催化劑存在的條件下作用，將污染物轉化為無污染的物質。某研究小組擬驗證NO能被氨氣還原并計算其轉化率（已知濃硫酸在常溫下不氧化NO氣體）。

(l）寫出裝置⑤中反應的化學方程式_________。

(2）裝置①和裝置②如下圖，儀器A的名稱為_____，其中盛放的藥品名稱為_______。

裝置②中，先在試管中加入2-3 粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應一段時間后，再塞上帶有細銅絲的膠塞進行后續反應，加入石灰石的作用是________。

（3）裝置⑥中，小段玻璃管的作用是______；裝置⑦的作用是除去NO, NO與FeSO4溶液反應形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同時裝置⑦還用來檢驗氨氣是否除盡，若氨氣未除盡，可觀察到的實驗現象是_________。

Answer 1

【答案】 x-d+b+2a 0.0047mol/(L·s) 17.07 ②③ 4NH3+6NO5N2+6H2O 分液漏斗 濃氨水 產生CO2，排出裝置中的空氣，防止NO被氧化 防倒吸 溶液變渾濁

【解析】I． (1)CO2(g)+2NH3(g)(NH2)2CO(s)+H2O(g)，反應中斷裂反應物中的化學鍵吸收的能量為b+2a，形成生成物中的化學鍵放出的能量為z+d，ΔH=( b+2a)- (z+d)= -x KJ/mol，解得z= x-d+b+2a，故答案為：x-d+b+2a；

(2)根據圖像，起始時氨氣的體積分數為50%，則氨氣的物質的量為3mol×50%=1.5mol

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

起始(mol)1.5 1.5 0

反應 x 2x x

平衡 1.5-x 1.5-2x x

則×100%=20%，解得：x=mol，到達平衡時CO2的平均反應速率==0.0047mol/(L·s)； 平衡常數K==17.07；① 及時分離出尿素，對反應速率沒有影響；② 升高溫度，能夠加快反應速率；③ 向密閉定容容器中再充入CO2，二氧化碳的濃度增大，反應速率加快；④ 降低溫度，反應速率減慢，能使正反應的化學反應速率加快的有②③，故答案為：0.0047mol/(L·s) ；17.07；②③；

Ⅱ．(l)裝置⑤干燥的氨氣和一氧化氮在催化劑作用下反應生成氮氣和水，反應的化學方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O，故答案為：4NH3+6NO5N2+6H2O；

(2)根據裝置圖，儀器A為分液漏斗，裝置①是制備氨氣的，需要在分液漏斗盛放濃氨水，在錐形瓶中放入氧化鈣、氫氧化鈉固體等物質；裝置②中，先在試管中加入2-3 粒石灰石，注入適量稀硝酸，反應放出二氧化碳，排除裝置中的空氣，再塞上帶有細銅絲的膠塞進行后續反應，故答案為：分液漏斗； 濃氨水；產生CO2，排出裝置中的空氣，防止NO被氧化；

(3)裝置⑥中，小段玻璃管的作用是防止氨氣易溶于水發生倒吸現象；裝置⑦是用來檢驗氨氣是否除凈的裝置，硫酸亞鐵和氨氣反應生成白色沉淀氫氧化亞鐵，若氨氣未除凈，⑦中溶液中會生成氫氧化亞鐵沉淀，則溶液變渾濁；故答案為：防倒吸；⑦中溶液變渾濁。