Question

氮的化合物既是一种资源，也会给环境造成危害。

I．氨气是一种重要的化工原料。

(1)NH₃与CO₂在120℃，催化剂作用下反应生成尿素：CO₂（g）+2NH₃（g）CO(NH₂)₂（s）+H₂O（g），△H=-xkJ/mol（x＞0），其他相关数据如表：

物质	NH3（g）	CO2（g）	CO(NH2)2（s）	H2O（g）
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ	a	b	z	d

则表中z（用x、a、b、d表示）的大小为___。

(2)120℃时，在2L密闭反应容器中充入3molCO₂与NH₃的混合气体，混合气体中NH₃的体积分数随反应时间变化关系如图2所示，该反应60s内CO₂的平均反应速率为___。

下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___。

①及时分离出尿素 ②升高温度 ③向密闭定容容器中再充入CO₂ ④降低温度

Ⅱ．氮的氧化物会污染环境。目前，硝酸厂尾气治理可采用NH₃与NO在催化剂存在的条件下作用，将污染物转化为无污染的物质。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率（已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体）。

(3)写出装置⑤中反应的化学方程式___；

(4)装置①和装置②如图4，仪器A中盛放的药品名称为___。装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，加入石灰石的作用是___。

(5)装置⑥中，小段玻璃管的作用是___；装置⑦的作用是除去NO，NO与FeSO₄溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO₄溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，可观察到的实验现象是___。

Answer

x-d+b+2a 0.0047mol/（L•s） ②③ 4NH3+6NO5N2+6H2O 浓氨水 产生CO2，排出装置中的空气，防止NO被氧化 防倒吸 溶液变浑浊

【解析】

(1) △H=反应物的总键能-生成物的总键能。

(2)设参加反应的CO2物质的量为x，利用三段式建立关系式，求出x，从而可求出该反应60s内CO2的平均反应速率。

①尿素呈固态，及时分离出尿素，对反应没有影响；

②升高温度，可加快反应速率；

③向密闭定容容器中再充入CO2，增大反应物浓度，加快反应速率；

④降低温度，减慢反应速率。

(3)装置⑤中，NH3、NO在催化剂作用下反应，生成N2和水。

(4)装置①利用浓氨水滴入生石灰中制取氨气。装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，由于NO易与空气中的O2反应，所以加入石灰石，排尽装置内的空气。

(5)装置⑥用于干燥气体，但NH3易被浓硫酸吸收产生倒吸；装置⑦的作用是除去NO，NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，NH3会与FeSO4发生反应。

(1) △H=反应物的总键能-生成物的总键能，即-x=(2a+b)-(z+d)，从而得出z=x-d+b+2a。答案为：x-d+b+2a；

(2)设参加反应的CO2物质的量为x，利用三段式建立关系式：

，x=mol，该反应60s内CO2的平均反应速率为= 0.0047mol/（L•s）。答案为：0.0047mol/（L•s）；

①尿素呈固态，及时分离出尿素，对反应没有影响，①不合题意；

②升高温度，可加快反应速率，②符合题意；

③向密闭定容容器中再充入CO2，增大反应物浓度，加快反应速率，③符合题意；

④降低温度，减慢反应速率，④不合题意；

故选②③。答案为：②③；

(3) 装置⑤中，NH3、NO在催化剂作用下反应，生成N2和水，反应的化学方程式4NH3+6NO5N2+6H2O。答案为：4NH3+6NO5N2+6H2O；

(4) 装置①利用浓氨水滴入生石灰中制取氨气，仪器A中盛放的药品名称为浓氨水。

装置②中，先在试管中加入2-3粒石灰石，注入适量稀硝酸，反应一段时间后，再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应，由于NO易与空气中的O2反应，所以加入石灰石的作用是产生CO2，排出装置中的空气，防止NO被氧化。答案：浓氨水；产生CO2，排出装置中的空气，防止NO被氧化；

(5)装置⑥用于干燥气体，但NH3易被浓硫酸吸收而产生负压，所以小段玻璃管的作用是防倒吸；装置⑦的作用是除去NO，NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液，同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽，若氨气未除尽，NH3会与FeSO4发生反应，可观察到的实验现象是溶液变浑浊。答案为：防倒吸；溶液变浑浊。