Question

NO₂是形成雾霾天气的原因之一。

（1）重型车辆常在排气管内喷淋尿素［CO(NH₂)₂］溶液，使NO₂转化为无污染物质。采用“喷淋”的目的是             ，反应的活化能            （选填“增大”“减小”“不变”），写出该反应的化学方程式：             。【已知：CO(NH₂)₂中N呈－3价】

（2）以CO₂与NH₃为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

写出CO₂与NH₃合成尿素和气态水的热化学反应方程式                      。

（3）恒温下将1.6 mol NH₃和0.8 mol CO₂放入容积为8 L的恒容密闭容器中，反应生成NH₂CO₂NH₄（s），下列各项能说明反应达到平衡状态的是             。

a．容器内气体压强保持不变    b．CO₂与NH₃的速率之比为1∶2

c．NH₂CO₂NH₄(s)质量保持不变    d．容器内温度保持不变

该反应达到平衡时，测得CO₂的物质的量浓度为0.05 mol·L-¹。则平衡时CO₂的转化率α＝             ；若其他条件不变，移去少量NH₂CO₂NH₄，CO₂的转化率             （选填“增大”“减小”“不变”）。

（4）为减少NO₂排放，可将NO₂转化为NO后通入如右图所示装置，同时补充气体物质A使NO全部转化为NH₄NO₃，该装置中总化学反应方程式是            。

Answer

（1）增大接触面积，加快反应速率（1分）；不变（1分）；

6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋4CO2＋8H2O（2分）；

（2）2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝－276.0 kJ·mol-1（3分）；

（3）ac（2分）；50%（2分）；不变（1分）；

（4）8NO＋2NH3＋7H2O5NH4NO3（3分）；

【解析】

试题分析：（1）采用“喷淋”的目的是增大接触面积，加快反应速率，没有使用催化剂，因此反应的活化能不变，该反应的化学方程式为6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋4CO2＋8H2O；

（2）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

根据盖斯定律可知①+②+③即得到CO2与NH3合成尿素和气态水的热化学反应方程式为2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝－276.0 kJ·mol-1；

（3）a．正反应体积减小，则容器内气体压强保持不变说明反应达到平衡状态，a正确；b．CO2与NH3的速率之比始终为1∶2，不能据此说明反应达到平衡状态，b错误；c．NH2CO2NH4(s)质量保持不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，c正确；d．反应在恒温下进行，则容器内温度保持不变不能说明反应达到平衡状态，d错误，答案选ac；该反应达到平衡时，测得CO2的物质的量浓度为0.05 mol·L-1，因此消耗CO2的浓度是0.1mol/L－0.05mol/L＝0.05mol/L，所以平衡时CO2的转化率α＝×100%＝50%；若其他条件不变，移去少量NH2CO2NH4，该物质是固体，所以平衡不移动，CO2的转化率不变。

（4）阳极NO失去电子转化为硝酸根，阴极是NO得到电子转化为铵根离子，由于产生的硝酸根多余铵根，所以需要补充氨气，所以装置中总化学反应方程式是8NO＋2NH3＋7H2O5NH4NO3。

考点：考查外界条件对反应速率影响、平衡状态判断、计算以及电化学原理的应用