Question

氮及其化合物在生活、生产、科研中有广泛用途。

（1）己知反应 I : 2NH₃(g) +CO₂(g)=NH₂CO₂NH₄(s)    △H=-159.5kJ/mol

反应Ⅱ：NH₂CO₂NH₄(s) =CO(NH₂)₂ (s)+ H₂O(g)   △H＝+116.5 kJ/mol

反应Ⅲ：H₂O(l) = H₂O(g)                      △H＝+44.0 kJ/mol

则工业上以二氧化碳、氨为原料合成化肥尿素和液态水的热化学方程式为________________________。（2）用NH₃催化还原N_xO_y可以消除氮氧化物的污染。如有反应4NH₃(g)+6NO(g)  5N₂(g)＋6H₂O(l) △H＜0，相同条件下在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N₂的量随时间变化如图所示。

①0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率υ(N₂)=______。

②下列说法不正确的是____________

A．该反应的活化能大小顺序是：E_a(A)>E_a(B)>E_a (C)

B．使用催化剂A达平衡时，N₂最终产率更大

C．单位时间内H-O与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡

D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当平衡常数不变时，说明反应已经达到平衡

（3）用焦炭还原NO的反应为：2NO(g)+C(s) N₂(g)+CO₂(g)，向容积均为1L的甲、乙、 丙三个恒容恒温（反应温度分别为400℃、400℃、T℃）容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160
n(NO)（甲容器）/mol	2.00	1.50	1.10	0.80	0.80
n(NO)（乙容器）/mol	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45
n(NO)（丙容器）/mol	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00

①该反应为_____________________（填“放热”或“吸热”）反应。

②在上述条件下乙容器达到平衡时，NO的转化率=_____________________。

（4）①银氨溶液中存在平衡：Ag⁺(aq)+2NH₃(aq)Ag(NH₃)₂⁺(aq)，该反应平衡常数的表达式为K_稳=___________________。

②查阅资料可知：常温下，K_稳[Ag(NH₃)₂⁺]=1.10×10⁷，K_sp[AgCl]=1.76×10^-10。

计算得到可逆反应AgCl(s)+2NH₃(aq)Ag(NH₃)₂⁺(aq)+Cl^-(aq)的化学平衡常数K=_____（保留4位有效数字）。

Answer

2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+ H2O(l) △H=-87 kJ/mol 0.3125mol·L-1·min-1 B 放热 60% c[Ag(NH3)2+]/c(Ag+)·c2(NH3) 1.936×10-3

【解析】（1）①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-159.47kJ·mol－1

②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.49kJ·mol－1

③H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ·mol－1

依据盖斯定律：①+②-③得：

2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=-87 kJ·mol－1，

（2）①0～4分钟在A催化剂作用下，反应速率υ(N2)= 0.3125mol·L-1·min-1 ；②A．物质的量越多，该反应的活化能大小顺序是：Ea(A)>Ea(B)>Ea (C)，故A正确；B．催化剂只改变速率，不能改变转化率，故使用催化剂A达平衡时，N2最终产率更大，错误；C．从方程式可以看出，每断开6×2个O―H就生成3×4个N―H，故单位时间内H-O与N-H键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡，故C正确；D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当平衡常数不变时，说明温度不变，说明反应已经达到平衡，故D正确；故选B。（3）①从表中可以看出，丙速度快，温度高于400℃，从甲到丙升高温度，NO变多，平衡逆向移动，正向放热；

② 2NO(g)+C(s) N2(g)+CO2(g)

n始/mol 2

n变/mol 1.2 1.2 1.2

n平/mol 0.8 1.2 1.2

NO的转化率=1.2/2×100%=60%，乙中投料是甲的一半，相当于对甲进行减压，平衡不移动，故转化率也是60%；

（4）①K稳=c[Ag(NH3)2+]/c(Ag+)·c2(NH3)；可逆反应AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=