Question

【題目】合理應用和處理氮的化合物，在生產生活中有重要意義。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生反應：CO(NH2)2 (s)+H2O(l) 2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6kJ/mol。該反應的化學平衡常數的表達式 K=_____。關于該反應的下列說法不正確的是______(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增大

c.降低溫度使尿素的轉化率減小

d.當2v正[NH3]=v逆[CO2]，反應處于平衡狀態

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮氣。己知：如圖1所示結合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的物質的量百分含量[φ(NH3)]隨時間變化關系如圖2所示，則a點的正反應速率v正(CO2)___b點的逆反應速率V逆(CO 2)(填“〉”“=”或“<”）；氨氣的平衡轉化率是________。

④NO2會污染環境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。己知9.2gNa和Na2CO3溶液完全反應時轉移電子0.1mol，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】 c2(NH3)c(CO2) bd 2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=1804.7kJ/mol > 0.75 2NO2+CO32=NO3+NO2+CO2 c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+)

【解析】①尿素和水不是氣體，不列入，其化學平衡常數= =c2(NH3)c(CO2)；a、混合氣體的平均相對分子質量==M1·n1%+ M2·n2%+…，該反應中只有生成物是氣體，生成的氨氣和二氧化碳的物質的量之比保持不變，故a正確；b、化學平衡常數只受溫度影響，溫度不變，化學平衡常數不變，故b錯誤；c、該反應是吸熱反應，降溫平衡逆向移動，反應物轉化率降低，故c正確；d.當2v正[NH3]=v逆[CO2]，正逆反應速率不等，反應不是平衡狀態，故d錯誤；故選bd；故答案為：c2(NH3)c(CO2)；bd；

②已知①CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6kJ/mol，②根據圖1有：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=-2071.9kJ/mol，根據蓋斯定律，①×2+②得：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1804.7kJ/mol，故答案為：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1804.7kJ/mol；

③氨氣的體積分數從50%變化為20%后體積分數保持不變，說明b點反應達到平衡狀態，a點氨氣體積百分含量大于b的氨氣體積百分含量，說明反應正向進行達到平衡狀態，a點的正反應速率大于b點的正反應速率，故v正(CO2)＞v逆(CO2)；

設氨氣消耗物質的量x，開始氨氣體積分數為50%，假設氨氣為50mol，二氧化碳為50mol，

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

起始量(mol) 50 50 0 0

變化量(mol) 0.5x x 0.5x 0.5x

平衡量(mol) 50-0.5x 50-x 0.5x 0.5x

氨氣的體積分數==20%；解得x=37.5mol，氨氣的平衡轉化率=×100%=75%，故答案為：＞；75%；

④9.2gNO2的物質的量=0.2mol，即0.2molNO2和Na2CO3溶液完全反應時轉移電子0.1mol，則2molNO2和Na2CO3溶液反應時轉移電子1mol，則N的化合價分別有+4價變化為+5價和+3價，在堿性溶液中應生成NO3-和NO2-，反應的離子方程式為：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2，若生成的CO2完全逸出，NO2-水解成堿性，所得溶液中的離子濃度大小關系為c(Na+)＞c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+)，故答案為：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2；c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+)。