Question

【題目】碳、氮及其化合物是同學們經常能接觸到的重要物質，是科學研究的重要對象。

(1)實驗室制取乙炔的化學方程式為___________________________。

(2)H2NCOONH4是工業合成尿素的中間產物，該反應的能量變化如圖A所示。用CO2和氨氣合成尿素的熱化學方程式為___________________________。

(3)合理利用CO2、CH4，抑制溫室效應成為科學研究的新熱點。一種以二氧化鈦表面覆蓋Cu2A12O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉化成乙酸（△H<0)。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率分別如上圖B所示。250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是________________。250℃和400℃時乙酸的生成速率幾乎相等，實際生產中應選擇的溫度為_________℃。

(4)T℃時，將等物質的量的NO和CO充入體積為2L的 密閉容器中發生反應2NO+2CO2CO2+N2。保持溫度和體積不變，反應過程中NO的物質的量隨時間的變化如圖C所示。

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

②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用相同質量、不同表面積的催化劑時，達到平衡過程中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,若改變外界反應條件，導致n(NO)發生如圖所示的變化，則改變的條件可能是_____________(任答一條即可)。

(5)垃圾滲濾液中含有大量的氨氮物質（用NH3表示）和氯化物，可用電解原理將溶液中的氨氮物質完全氧化除去。該過程分為兩步：第一步：電解產生氯氣；第二步：利用氯氣將氨氮物質氧化為N2。

①第二步反應的化學方程式為____________________。

②若垃圾滲濾液中氨氮物質的質量分數為0. 034% ，理論上用電解法凈化It該污水，

電路中轉移的電子數為__________。

Answer 1

【答案】 CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑ 2NH3(g) + CO2(g)==CO(NH2)2(s)+ H2O(1)△H=-134 kJ/mol 250℃，催化劑的催化效率最好，之后催化劑的催化效率急劇降低 250℃ 向右 b 增加CO的物質的量濃度、增大壓強、減少生成物濃度 3Cl2+2NH3==N2+6HCl 3.612×1025 (或：60NA)

【解析】(1)實驗室用電石和水反應制取乙炔，化學方程式為 (1). CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2↑

（2）反應物能量高，生成物能量低，由圖可知放出的能量為：272kJ/mol -138kJ/mol =134kJ/mol ，用CO2和氨氣合成尿素的熱化學方程式為2NH3(g) + CO2(g)==CO(NH2)2(s)+ H2O(1)△H=-134 kJ/mol (3)250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是：250℃，催化劑的催化效率最好，之后催化劑的催化效率急劇降低；250℃和400℃時乙酸的生成速率幾乎相等，實際生產中應選擇的溫度為250℃，250℃時催化劑活性最高。(4)起始NO為0.4mol平衡時為0.2mol

平衡時濃度為0.1mol/L、0.1mol/L、0.1mol/L、0.05mol/L

故反應向右進行。

②催化劑表面積大，反應速率快，達平衡時間短，由圖可知，b曲線代表條件下的反應速率快，b的催化劑表面積大。③由圖象可知，NO的濃度減小，平衡正向移動，所以改變條件為增加CO的物質的量濃度、增大壓強、減少生成物濃度 。

(5)第二步：利用氯氣將氨氮物質氧化為N2。方程式為：3Cl2+2NH3==N2+6HCl；n(NH3)=106g×0. 034%/17g·mol-1==20mol,N由-3價變成0價，轉移電子數3.612×1025 (或：60NA)