Question

(14分)氮的化合物是一把双刃剑，它既是一种资源，又会给环境造成危害。

Ⅰ．氨气是一种重要的化工原料。

（1）NH₃与CO₂在120^oC，催化剂作用下反应生成尿素：CO₂(g) +2NH₃(g)（NH₂）₂CO(s) +H₂O(g) ，在密闭反应容器中，混合气体中NH₃的含量变化关系如图所示：

则A点的逆反应速率V_（逆）（CO₂）      B点的正反应速率V_（正）（CO₂）（填“>”“=”或“<”），氨气的平衡转化率是            。

（2）将一定量的NH₂COONH₄(s)置于恒温密闭容器中，NH₂COONH₄(s)2 NH₃(g)+CO₂(g)，其分解达到平衡状态时，容器内混合气体的平均相对分子质量为        。该反应的化学平衡常数的表达式为________。

Ⅱ．氮的氧化物会污染环境。

（3）采取还原法，用炭粉可将氮的氧化物还原。

已知：N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）  △H= +180.6 kJ·mol^-1

C（s）+O₂（g）=CO₂（g）      △H= —393.5 kJ·mol^-1

写出炭粉还原一氧化氮的热化学反应方程式                                  。

（4）若用Na₂CO₃溶液吸收NO₂可生成CO₂，9.2gNO₂和Na₂CO₃溶液完全反应时转移电子0.1mol，则此反应的离子反应方程式为________。若生成的CO₂完全逸出，所得溶液中的离子浓度大小关系为________。

Answer

(14分,每空2分) （1）< （1分） 0.75 （2） 26 K=c2（NH3）×c(CO2)

（3）C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g） △H= -574.1kJ·mol-1

（4）2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ； C (Na+)> C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)

【解析】

试题分析：（1）根据图像可知A点氨气的含量是变化的，这说明A点没有达到平衡状态，而B点达到平衡状态。A点到B点的氨气含量降低，这说明A点反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，则A点的逆反应速率V（逆）（CO2）小于 B点的正反应速率V（正）（CO2）。根据图像可知起始时氨气和CO2的体积相等，设物质的量均是1mol，消耗氨气的物质的量是xmol，则生成水蒸气的物质的量是0.5xmol。平衡时氨气的含量是0.2，则，解得x＝0.75，所以氨气的平衡转化率是0.75、

（2）根据方程式可知生成的氨气和CO2的体积之比是2：1，则混合气体的平均相对分子质量是。由于只有生成物中有气体，则二者的体积之比是2：1，所以该反应的化学平衡常数的表达式为K=c2（NH3）×c(CO2)。

（3）已知：① N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H= +180.6 kJ·mol-1，② C（s）+O2（g）=CO2（g） △H= —393.5 kJ·mol-1，则根据盖斯定律可知①—②即可得到炭粉还原一氧化氮的热化学反应方程式为C（s）+2NO（g）=CO2（g）+N2（g） △H= -574.1kJ·mol-1。

（4）9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，NO2的物质的量是0.2mol，这说明氮元素的化合价部分升高到＋5价，另外一半降低到＋3价，则此反应的离子反应方程式为2NO2 + CO32- = CO2 + NO2— +NO3— ；若生成的CO2完全逸出，由于亚硝酸根水解，溶液显碱性，则所得溶液中的离子浓度大小关系为C (Na+)> C (NO3—)> C (NO2—)> C (OH—)> C (H+)。

考点：考查平衡状态计算、平衡常数、盖斯定律应用以及氧化还原反应计算和离子浓度大小比较等