Question

【題目】氨氣是一種重要的化工產品，是生產銨鹽、尿素等原料，工業合成氨的反應如下： N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=一92.4KJmol﹣1
（1）已知H2（g）的燃燒熱為285KJ/mol，寫出NH3（g）在純氧中燃燒生成無毒、無害物質的熱化學方程式．
（2）25℃時，將a mol （NH4）2SO4溶于水，向該溶液中滴加V L稀氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將（填“正向”、“不”或“逆向”）移動，所滴加稀氨水的物質的量濃度為molL﹣1 ． （25℃時，NH3H2O的電離平衡常數Kb≈2×10﹣5）
（3）工業上常通過如下反應合成尿素[CO（NH2）2]： CO2（g）+2NH3（g）CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0，t℃時，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10molCO2和0.40molNH3 ． 反應中CO2（ g）的物質的量隨時間變化如表所示：

時間/min	0	30	70	80	100
n（CO2）/mol	0.10	0.060	0.040	0.040	0.040

①20min時，υ正（CO2 ）80min時．υ逆（H2O）（填“＞”、“=”或“＜”）．在t℃時，該反應額平衡常數表達式為K=；
②在100min時，保持其它條件不變，再向容器中充入0.050mo1CO2和0.20molNH3 ， 重新建立平衡后CO2的轉化率與原平衡相比將（填“增大”、“不變”或“減小”）．
③上述可逆反應的平衡常數為（保留二位小數）．
④根據表中數據在圖甲中繪制出在t℃下NH3的轉化率隨時間變化的圖象；保持其它條件不變；則（t+10）℃下正確的圖象可能是（填圖甲中的“A”或“B”）．
⑤圖乙所示裝置（陰、陽極均為惰性電極）可用于電解尿素〔CO（NH2）2〕的堿性溶液制取氫氣．該裝置中陽極的電極反應式為 ， 若兩極共收集到氣體22.4L（標況），則消耗的尿素為g（忽略氣體的溶解）．

Answer 1

【答案】
（1）4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）△H=﹣1530 kJmol ﹣1
（2）逆向；
（3）＞； ；增大；76.53； B； CO（NH2）2﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+N2↑+6H2O；15
【解析】解：（1）NH3（g）在純氧中燃燒生成無毒、無害物質量氮氣，的熱化學方程式，實際上是考查蓋斯定律的應用，根據H2（g）的燃燒熱為285.8kJmol﹣1，即H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=﹣285.8kJmol﹣1…①，再結合已知的：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4 kJmol﹣1…②

（①×3﹣②）×2即可得到：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）△H=﹣1530 kJmol ﹣1，

所以答案是：4NH3（g）+3O2（g）=2N2（g）+6H2O（l）△H=﹣1530 kJmol ﹣1； （2）①向（NH4）2SO4溶液中滴加稀氨水的過程中水的電離平衡受到抑制，H2OH++OH﹣，加入酸和堿平衡逆向移動，因此加氨水對水的電離起逆向移動；由amol（NH4）2SO4溶于水，向該溶液中滴加VL稀氨水后溶液呈中性可知，c（OH﹣）=10﹣7mol/L，設平衡時NH3H2O的物質的量為x，溶液的體積為b，

則：

NH3H2O	NH4++	OH﹣
		10﹣7

由電離平衡常數可知： =2×10﹣5解之得：x= ，則c（NH3H2O）= ，

所以答案是：逆向； ；（3）①從表中的數據可知：80min時已經達到平衡，v逆（H2O）=v正（H2O）=v正（CO2），而20min時未達到平衡，v正（CO2）大于80min時v正（CO2），因此：20min時v正（CO2）大于80min時v逆（H2O），在t℃時，CO2（g）+2NH3（g）CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0，該反應額平衡常數表達式為K= ，

所以答案是：＞； ；

②第一次投料是0.10molCO2和0.40molNH3，第二次投料是0.15molCO2和0.60molNH3，第二次投料建立的平衡狀態相當于再第一次投料建立平衡的基礎上再加壓，平衡正向移動，因此CO2的轉化率將增大，所以答案是：增大；

③平衡時，c（CO2）=0.04÷2=0.02mol/L，c（NH3）=（0.4﹣0.06×2）÷2=0.14mol/L，c（H2O）=0.06÷2=0.03mol/L，故K= = =76.53，所以答案是：76.53；

④利用三段式計算出30min時NH3的轉化率為20%，70min時NH3的轉化率為30%，然后模仿已有曲線繪制出曲線，注意70min前的圖象不能畫成直線，無論是吸熱還是放熱反應，溫度升高時，達到平衡的時間都會縮短；該反應是放熱反應，溫度升高，平衡會逆向移動，所以NH3的轉化率會減小，所以答案是：B；

⑤電極反應式為：CO（NH2）2﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+N2↑+6H2O，總反應：CO（NH2）2+2OH﹣=CO32﹣+N2↑+3H2span>↑

即

1molCO（NH2）2 ～	4mol氣體
60g	89.6L
15g	22.4L

所以答案是：CO（NH2）2﹣6e﹣+8OH﹣=CO32﹣+N2↑+6H2O；15．

【考點精析】本題主要考查了化學平衡的計算和弱電解質在水溶液中的電離平衡的相關知識點，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%；當弱電解質分子離解成離子的速率等于結合成分子的速率時，弱電解質的電離就處于電離平衡狀態；電離平衡是化學平衡的一種，同樣具有化學平衡的特征．條件改變時平衡移動的規律符合勒沙特列原理才能正確解答此題．