Question

【題目】合理應用和處理含氮的化合物，在生產生活中有重要意義。

(1)用活化后的V2O5作催化劑，氨氣將NO還原成N2的一種反應歷程如圖1所示。

寫出總反應化學方程式 。

(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-94.4gKJ·mol-1，恒容時，體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如圖2所示。

在2L容器中發生反應，前20min內，v(NH3)= ，放出的熱量為 。

25min時采取的措施是 。

③時段III條件下，反應的平衡常數表達式為 (只列計算表達式，不計算)。

(3)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應：2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)；△H<0。某溫度下，向容器為0.1L的密閉容器中通入4molNH3和2molCO2，該反應進行到40s時，達到平衡，此時CO2的妝花率為50%。圖3中的曲線表示在前25s內NH3的濃度隨時間的變化而變化。其他條件不變，請在圖3中用實線畫出使用催化劑后c(NH3)隨時間的變化曲線。

Answer 1

【答案】(12分)(1)4NH3+4NO＋O2=4N2+6H2O

(2)①0.050molL－1min－1 (2分，無單位扣1分) 94.4kJ (2分)

②將NH3從反應體系中分離出去(2分)③2.37

（3）

【解析】

試題分析：(1)用V2O5作催化劑，NH3可將NO還原成N2，結合反應歷程圖可知反應物還有氧氣，生成物為N2和H2O，配平即得反應方程式為4NH3+4NO+O24N2+6H2O；

(2)①根據圖象可知，20min時氨氣的物質的量濃度為1.00mol/L，所以氨氣的平均反應速率為：v(NH3)==0.050mol(Lmin)-1；達到平衡時生成的氨氣的物質的量為：1.00 mol/L×2L=2.00mol，根據N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；△H=-94.4kJmol-1可知生成2.00mol氨氣放出的熱量為94.4kJ；

②25min時氨氣的物質的量迅速變為0而氮氣、氫氣的物質的量不變，之后氮氣、氫氣的物質的量逐漸減小，氨氣的物質的量逐漸增大，說明25min時將NH3從反應體系中分離出去；

③時段Ⅲ條件下，該反應的化學平衡常數為：K=≈2.37；

(4)若反應延續至70s，保持其它條件不變情況下，使用催化劑時，改變反應速率，不改變化學平衡，曲線的轉折點在橫坐標40之前，縱坐標必需在20的線上，該反應的進程曲線為如圖所示：。