Question

【題目】NO2是形成霧霾天氣的原因之一。

（1）重型車輛常在排氣管內(nèi)“噴淋”尿素［CO(NH2)2］溶液，使NO2轉(zhuǎn)化為無(wú)污染物質(zhì)。采用“噴淋”時(shí)，該反應(yīng)的活化能____（選填“增大”“減小”“不變”），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：____。（已知：CO(NH2)2中N呈－3價(jià)）

（2）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－160.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1

寫出CO2與NH3合成尿素和氣態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式______。

（3）恒溫下將1.6molNH3和0.8molCO2放入容積為8L的恒容密閉容器中，反應(yīng)生成NH2CO2NH4（s），下列各項(xiàng)能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。

a．容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變 b．CO2與NH3的速率之比為1∶2

c．NH2CO2NH4(s)質(zhì)量保持不變 d．容器內(nèi)溫度保持不變

該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得CO2的物質(zhì)的量濃度為0.05mol·L-1。則平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率α＝____；若其他條件不變，移去少量NH2CO2NH4，CO2的轉(zhuǎn)化率_____（選填“增大”“減小”“不變”）。

（4）為減少NO2排放，可將NO2轉(zhuǎn)化為NO后通入如圖所示裝置，同時(shí)補(bǔ)充氣體物質(zhì)A使NO全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，該裝置中總化學(xué)反應(yīng)方程式是_____。

Answer 1

【答案】不變 6NO2+4CO(NH2)2＝7N2+4CO2+8H2O 2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-276.0kJ/mol ac 50% 不變 8NO+2NH3+7H2O=5NH4NO3

【解析】

（1）尿素以噴淋的形式進(jìn)入排氣管，可增大與NO2氣體的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)的活化能；尿素與NO2反應(yīng)生成CO2、N2和水的化學(xué)方程式是6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O，故答案為：不變；6NO2+4CO(NH2)2=7N2+4CO2+8H2O；

（2）①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－160.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1

依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算①+②+③得到CO2與NH3合成尿素和氣態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-276.0kJ/mol；

故答案為：2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-276.0kJ/mol；

（3）a．反應(yīng)前后氣體反應(yīng)物和生成物的系數(shù)和不等，正反應(yīng)是體積減小的方向，在恒溫恒容條件下，壓強(qiáng)不變是平衡狀態(tài)，選項(xiàng)a正確；

b．伴隨反應(yīng)的進(jìn)行，CO2與NH3的速率之比始終為1：2，無(wú)法判斷是平衡狀態(tài)，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；

c．NH2CO2NH4(s)質(zhì)量保持不變可說(shuō)明是平衡狀態(tài)，選項(xiàng)c正確；

d．反應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行，無(wú)法判斷是平衡狀態(tài)，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；

2NH3+CO2NH2CO2NH4，

起始量（mol/L）0.2 0.1

變化量（mol/L）0.1 0.05

平衡量（mol/L）0.1 0.05

CO2的轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=50%，改變NH2CO2NH4（s）質(zhì)量平衡不移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率不變；

故答案為：ac；50%；不變；

（4）電解NO制備NH4NO3，陽(yáng)極反應(yīng)為NO-3e-+2H2O=NO3-+4H+，陰極反應(yīng)為：NO+5e-+6H+=NH4++H2O，從兩極反應(yīng)可看出，要使得失電子守恒，陽(yáng)極產(chǎn)生的NO3-的物質(zhì)的量大于陰極產(chǎn)生的NH4+的物質(zhì)的量，總電極反應(yīng)方程式為：8NO+7H2O3NH4NO3+2HNO3，可知補(bǔ)充的A為NH3，使NO全部轉(zhuǎn)化為NH4NO3，總化學(xué)反應(yīng)方程式是8NO+2NH3+7H2O=5NH4NO3；

故答案為：8NO+2NH3+7H2O=5NH4NO3。