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。

①在2L容器中發生反應，前20min內，v(NH3)= ，放出的熱量為 。

②25min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的轉化率為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】（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）

【解析】（1）由圖示可判斷氨氣將NO還原成N2時還有O2參加，且NH3和O2的物質的量之比為4：1因此總反應化學方程式為；4NH3+4NO＋O2=4N2+6H2O。

（2）①在2L容器中發生反應，前20min內，v(NH3)=1/20=0.050molL－1min－1，消耗了2molNH3，放出的熱量為94.4KJ。

②25min時H2、N2繼續減少，NH3的量由0開始增加，采取的措施是將NH3從反應體系中分離出去。

③時段III條件下，各物質的物質的量為：c（H2）=0.75mol/L，c（N2）=0.25mol/L ，c（NH3）=0.50mol/L，平衡常數K=0.502/（0.25×0.753）。

（3）使用催化劑后加快了反應速率，到達平衡所需時間短，但不影響平衡，CO2的轉化率仍為50%，由此可畫出曲線：