Question

【題目】氨是一種重要的化工產品，是氮肥工業、有機合成工業以及制造硝酸、銨鹽和純堿等的原料．
（1）以氨為燃料，氧氣為氧化劑可以設計制造氨燃料電池，因產物無污染，在很多領域得到廣泛應用．若電極材料均為惰性電極，KOH溶液作電解質溶液，則該電池負極電極反應式為；正極分壓式為 ．
（2）下列措施可以加快合成氨反應速率的是 ．
A.通過縮小容器的容積增大壓強
B.及時將氨液化分離出去
C.適當升溫
D.添加合適的催化劑
E.恒溫恒容時，再充入一定體積的氮氣
（3）某化學研究性學習小組模擬工業合成氨的反應．在容積固定為2L的密閉容器內充入1mol N2和3mol H2 ， 加入合適催化劑（體積可以忽略不計）后在一定溫度壓強下開始反應，并用壓力計監測容器內壓強的變化如下：

反應時間/min	0	5	10	15	20	25	30
壓強/MPa	16.80	14.78	13.86	13.27	12.85	12.60	12.60

則從反應開始到25min時，①以N2表示的平均反應速率為；②H2的平衡轉化率為；
（4）以CO2與NH3為原料合成尿素[化學式為CO（NH2）2]的主要反應如下，已知：
①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）；△H=﹣159.47kJmol﹣1
②NH2CO2NH4（s）═CO（NH2）2（s）+H2O（g）；△H=+116kJmol﹣1
③H2O（l）═H2O（g）；△H=+44kJmol﹣1
寫出CO2與NH3合成尿素和液態水的熱化學反應方程式 ．

Answer 1

【答案】
（1）2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣
（2）ACDE
（3）0.01mol/（L．min）；50%
（4）CO2（g）+2NH3（g）=CO（NH2）2（S）+H2O（1）△H=﹣87.0kJ/mol
【解析】解：（1.）堿性燃料電池中，負極上燃燒失電子發生氧化反應，所以該原電池中負極上氨氣失電子和氫氧根離子反應生成氮氣和水，電極反應式為2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O，正極分壓式為O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣ ， 所以答案是：2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O；O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣；
（2.）A．通過縮小容器的容積增大壓強，活化分子的數目增多，反應速率加快；B．及時將氨液化分離出去，減小生成物濃度，反應速率減小；C．適當升溫，活化分子的百分數增大，使化學反應速率加快；D．添加合適的催化劑，降低反應所需的活化能，能使化學反應速率加快； E．恒溫恒容時，再充入一定體積的氮氣，增大反應物濃度，活化分子的數目增多，反應速率加快；所以答案是：ACDE；
（3.）同一溫度下，容器中氣體壓強與總的物質的量成正比，設平衡狀態時混合氣體的物質的量為x，
16.80：12.60=（1+3）mol：x，x= =3mol，所以平衡時混合氣體的物質的量為3mol，
設參加反應的氮氣的物質的量為y，

N2（g）	+	3H2（g）		2NH3（g）	物質的量減少
1mol					2mol
y					（4﹣3）mol

1mol：2mol=y：（4﹣3）mol，
y= =0.5mol，
則從反應開始到25min時，以N2表示的平均反應速率= =0.01mol/（L．min），
平衡時，α（H2）= =50%，所以答案是：0.01 mol/（L．min）；50%；
（4.）①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=﹣l59.5kJmol﹣1②NH2CO2NH4（s）CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJmol﹣1③H2O（1）═H2O（g）△H=+44.0kJmol﹣1據蓋斯定律將方程式①+②﹣③得2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0 kJmol﹣1 ， 所以答案是：2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0 kJmol﹣1 ．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡的計算的相關知識點，需要掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%才能正確解答此題．