Question

碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

（1）工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备，该反应的化学方程式为                                                                    。

（2）以CO₂与NH₃为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH₂)₂]。已知：

①2NH₃(g)+CO₂(g)=NH₂CO₂ NH₄(s)      △H=-l59.5 kJ·mol^-1

②NH₂CO₂NH₄(s)=CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)  △H=+116.5 kJ·mol^-1

③H₂O（1）=H₂O(g)                      △H=+44.0kJ·mol^-1

写出CO₂与NH₃合成尿素和液态水的热化学反应方程式                 

（3）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L^-1的KOH溶液，电池反应为：4NH₃+3O₂=2N₂+6H₂O。该电池负极的电极反应式为                ；每消耗3．4g NH₃转移的电子数为                (阿伏加德罗常数的值用N_A表示)。

（4）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N₂(g)+CO₂(g)  △H=Q kJ·mol^-1。

在T₁℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

时间（Min） 浓度（mol·L^-1）	0	10	20	30	40	50
NO	1.00	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①T₁℃时，该反应的平衡常数K=       ；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是       (填字母编号)。

a．加入一定量的活性炭      b．通人一定量的NO

c．适当缩小容器的体积       d．加入合适的催化剂

③若30min后升高温度至T₂℃，达到平衡时，容器中NO、N₂、CO₂的浓度之比为5：3：3，则Q     0(填“>”或“<”)。 

Answer

（1）4NH3+5O24NO+6H2O （2）2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)；△H=-87.0kJ/mol

（3）2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O 0.6NA。（4）①9/16(或0.56) ②bc ③<.

【解析】

试题分析：（2）由盖斯定律方程式①+②-③得热化学方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)；△H=-87.0kJ/mol；（3）由原电池原理，结合电解质溶液的碱性确定负极反应式为2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O ；每消耗3．4g NH3转移的电子数为0.6NA；（4）由平衡常数的表达式确定T1℃时，该反应的平衡常数K=c（N2）×c（CO2）/c2(NO)=0.56；30min后气体的浓度均增大，所以可能是通入的NO或缩小了容器的体积；升高温度时三种气体的浓度比值与T1℃平衡状态下增大，所以确定平衡逆向移动，Q <0.

考点:元素化合物知识、盖斯定律、原电池原理、化学平衡及其常数。