Question

【題目】氨氣在生產、生活和科研中應用十分廣泛。

（1）以CO2與NH3為原料合成尿素的主要反應如下：

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=－159kJ·mol－1

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+72kJ·mol－1

H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol－1

則反應2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=______kJ·mol－1

（2）某溫度下，向容積為100 ml的密閉容器中通入4molNH3和2molCO2發(fā)生反應2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，物質X的濃度變化曲線如下圖所示。

①前5s內，v(H2O)=__________。

②該條件下的平衡常數K=_______。

（3）T℃時，將等物質的量的NO和CO充入體積為2L的密閉容器中，保持溫度和體積不變，反應過程（0——15min）中NO的物質的量隨時間的變化如圖所示。

①平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡將____（填“向左”“向右”或“不”）移動。

②圖中a、b分別表示在一定溫度下，使用質量相同但表面積不同的催化劑時，達到平衡過程中n(NO)的變化曲線，其中表示催化劑表面積較大的曲線是______（填“a”或“b”）。

③15min時，若改變外界反應條件，導致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化，則改變的條件可能是____。

（4）垃圾滲濾液中含有大量的氨氮物質（用NH3表示）和氯化物，把垃圾滲濾液加入如圖所示的電解池（電極為惰性材料）中進行電解除去NH3，凈化污水。該凈化過程分兩步：第一步電解產生氧化劑，第二步氧化劑氧化氨氮物質生成N2。

①寫出第二步反應的化學方程式_________。

②若垃圾滲濾液中氨氮物質的含量為1.7%，則理論上電解1t該污水，電路中轉移的電子數為________。

Answer 1

【答案】－1311mol·L－1·s－12.5×10－3向右b增大CO的物質的量濃度（或增大壓強）3Cl2+2NH3=N2+6HCl（或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl）3×103NA

【解析】

(1)已知：2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159 kJmol-1 ①，

NH2CO2NH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+72 kJmol-1 ②，H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol－1③

將①+②-③可得：2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=(-159 kJmol-1)+(+72 kJmol-1)-(+44 kJ·mol－)=-131 KJ/mol；

(2)①圖示為NH3的濃度隨時間的變化曲線，5s時NH3的濃度有40 mol/L降為30 mol/L，則v(NH3)==2 mol·L－1·s－1，v(H2O)=v(NH3)=1 mol·L－1·s－1；

②平衡時NH3的濃度為20 mol/L，NH3的濃度為20 mol/L，則平衡時CO2的濃度為10 mol/L，H2O(g)的濃度為10 mol/L，該條件下的平衡常數K====2.5×10－3；

(3)①起始時，NO為0.4 mol，平衡時NO為0.2 mol，
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2
起始物質的量：0.4 mol0.4 mol 0 0
轉化的物質量：0.2 mol0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
平衡物質的量：0.2 mol 0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
則平衡時的濃度：c(NO)=0.1 mol/L，c(CO)=0.1 mol/L，c(CO2)=0.1 mol/L，c(N2)=0.05 mol/L，
k==5 (mol/L)-1；
平衡時若保持溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，則c(CO)=0.5 mol/L，c(N2)=0.45 mol/L，
Qc==1.8＜k，則平衡將向右移動；

②催化劑表面積較大，反應速率快，達到平衡所用時間短，由圖可知，b曲線代表的條件下反應速率快，所以b的催化劑的表面積大；

③由圖象可知，NO的濃度減小，平衡向正方向移動，所以改變的條件為增加CO的物質的量濃度或增大壓強；

(4)①根據圖示知道：A電極是電解池的陽極，該電極上發(fā)生失電子的氧化反應，可以得到氧化劑，根據離子的放電順序，即氯離子失電子產生氯氣的過程，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑；第二步氧化劑氯氣氧化氨氮物質即氨氣生成N2的過程，發(fā)生的反應為：3Cl2+2NH3=N2+6HCl；

②1t該污水中氨氮物質的含量為1.7%，質量為1×106 g×1.7%=1.7×104 g，則理論上電解轉移電子的物質的量為1.7×104 g÷17 g/mol×3=3×103 mol，轉移電子數為3×103 NA。

點晴：側重于考查學生對基礎知識的綜合應用能力和計算能力，注意把握三段式在化學平衡計算中的應用，注意題干信息的應用是關鍵，該電解池(電極為惰性材料)電解除去NH3，凈化污水．該凈化過程分兩步：第一步電解產生氧化劑，即產生能將氨氧化為氮氣的物質，第二步氧化劑氧化氨氮物質生成N2，據電解池的工作原理結合發(fā)生的反應來回答。