Question

【題目】硝酸銨是一種重要的化工原料，通常用合成氨及合成硝酸的產物進行生產

（1）硝酸銨水溶液pH__________7（填“＞”、“=”或“＜”），其水溶液中各種離子濃度大小關系為___________

（2）已知合成氨的熱化學方程式為：N2（g）+ 3H2（g） 2NH3（g）△H=－92kJ/mol，按照氮氣和氫氣的物質的量之比1：3的比例，分別在200℃、400℃、600℃的條件下進行反應，生成物NH3的物質的量分數隨壓強的變化曲線如圖所示

①曲線c對應的溫度為___________ ℃

②下列說法中正確的是___________

A．增大氫氣濃度，可促進平衡正向移動并能提高氮氣的轉化率

B．Q點對應的反應條件下，若加入適當的催化劑，可提高NH3在混合物中的物質的量分數

C．M、N兩點的平衡常數大小關系為：M＞N

D．M、N、Q三點反應速率的大小關系為：N＞M＞Q

E．為了盡可能多的得到NH3，應當選擇P點對應的溫度和壓強作為生產條件

（3）尿素[CO(NH2)2]是一種非常重要的高效氮肥，工業上以NH3、CO2為原料生產尿素，該反應實際為兩步反應：

第一步：2NH3(g)＋CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH=－272kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH=＋138kJ·mol－1

寫出工業上以NH3、CO2為原料合成尿素的熱化學方程式：_________________________

（4）柴油汽車尾氣凈化器通常用尿素作為氮氧化物尾氣的吸收劑，生成物均為無毒無污染的常見物質，請寫出尿素與NO反應的化學方程式__________，當有1mol尿素完全反應時，轉移電子的數目為___________

Answer 1

【答案】＜ NO3－＞NH4+＞H+＞OH－ 600 ACD 2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH=－134kJ·mol－1 2CO(NH2)2 + 6NO = 2CO2 + 5N2 + 4H2O 6NA

【解析】

(1)硝酸銨溶于水NH4+易水解，NH4++H2O NH3.H2O +H+，因此溶液呈弱酸性，即pH＜7，水溶液中各種離子濃度大小關系為NO3－＞NH4+＞H+＞OH－；

(2)①相同壓強下,升高溫度平衡逆向移動,氨氣含量降低,根據圖知,a、b、c的溫度分別是200℃、400℃、600℃,因此，本題正確答案是:600℃;
②A．增大氫氣濃度，即增加反應物濃度，可促進平衡正向移動并能提高氮氣的轉化率，故A正確；

B．催化劑只能相同程度的改變正逆反應速率，不能使化學平衡移動，故B錯誤；

C．M、N兩點壓強相同，M和N的溫度不同，M點氨氣質量分數大于N，說明平衡常數M＞N，故C正確；

D．兩點壓強相同，M點的溫度低于N的溫度，所以反應速率N＞M，M和Q的溫度相同，壓強M大于Q，所以反應速率M＞Q，故D正確；

綜上所述，本題應選ACD；

(3)已知反應①2NH3(g)＋CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH1=－272kJ·mol－1，反應②H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2=＋138kJ·mol－1

根據蓋斯定律，由①+②式得2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH= ΔH1+ΔH2=－134kJ·mol－1

(4)根據尿素作為氮氧化物尾氣的吸收劑，生成物均為無毒無污染的常見物質，可知生成物應為氮氣、二氧化碳和水，CO(NH2)2 中N化合價由-3價升為0價，NO中N的化合價由+2價降為0價，根據得失電子守恒可知CO(NH2)2 與NO反應中的系數之比為1:3，根據質量守恒可配平方程式：2CO(NH2)2 + 6NO = 2CO2 + 5N2 + 4H2O，1mol尿素完全反應時，轉移電子6mol，即數目為6NA個。