Question

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°C，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）⇌2NH₃（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26．该反应的化学平衡常数的表达式为K=   ．

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=+180.6kJ•mol^﹣1， C（s）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣393.5kJ•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 1

考点：  化学平衡的计算；用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡常数的含义．

专题：  化学反应中的能量变化；化学平衡专题．

分析：  （1）氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明B点反应达到平衡状态，即B点时v_正（CO₂）=v_逆（CO₂）；

A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，A点的正反应速率大于B点的正反应速率，则A点的逆反应速率小于B点的逆反应速率，所以A点的逆反应速率V_（逆）（CO₂）小于B点的正反应速率V_（正）（CO₂）；依据氨气的体积分数结合平衡三段式列式计算平衡转化率；

（2）根据平均相对分子质量=进行计算；化学平衡常数的表达式为生成物浓度幂次方之积比上反应物浓度幂次方之积；

（3）根据盖斯定律来计算化学反应的焓变，从而书写热化学方程式；

（4）9.2g NO₂和Na₂CO₃溶液完全反应时转移电子0.1mol，即每2mol NO₂和Na₂CO₃溶液反应时转移电子1mol计算生成的硝酸，根据化合价的变化判断生成物，以此书写反应的离子方程式．

解答：  解：（1）氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明B点反应达到平衡状态，即B点时v_正（CO₂）=v_逆（CO₂）；

A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，A点的正反应速率大于B点的正反应速率，则A点的逆反应速率小于B点的逆反应速率，所以A点的逆反应速率V_（逆）（CO₂）小于B点的正反应速率V_（正）（CO₂）；

设氨气消耗物质的量x，开始氨气体积分数为50%，假设氨气为50mol，二氧化碳为50mol，

               CO₂+2NH₃⇌（NH₂）₂CO+H₂O

起始量（mol）   50    50       0     0

变化量（mol）   0.5x  x        0.5x  0.5x

平衡量（mol） 50﹣0.5x  50﹣x          0.5x

氨气的体积分数即物质的量分数==20%；

计算得到x=37.5mol

氨气的平衡转化率=×100%=75%，

故答案为：＜；75%；

（2）平均相对分子质量===26；化学平衡常数K=c（NH₃）²c（CO₂）；故答案为：26；K=c（NH₃）²c（CO₂）；

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

②C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=﹣393.5kJ•mol^﹣1

则②﹣①得到，C（s）+2NO（g）═CO₂（g）+N₂（g）△H=﹣393.5kJ•mol^﹣1﹣180.6kJ•mol^﹣1=﹣574.1kJ•mol^﹣1，

故答案为：C（s）+2NO（g）═CO₂（g）+N₂（g）△H=﹣574.1kJ•mol^﹣1；

（4）9.2gNO₂的物质的量=0.2mol，即0.2molNO₂和Na₂CO₃溶液完全反应时转移电子0.1mol，则2molNO₂和Na₂CO₃溶液反应时转移电子1mol，则N的化合价分别有+4价变化为+5价和+3价，在碱性溶液中应生成NO₃^﹣和NO₂^﹣，反应的离子方程式为：2NO₂+CO₃^2﹣=NO₃^﹣+NO₂^﹣+CO₂，若生成的CO₂完全逸出，NO₂^﹣水解成碱性，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⁺）；

故答案为：2NO₂+CO₃^2﹣=NO₃^﹣+NO₂^﹣+CO₂；c（Na⁺）＞c（NO₃^﹣）＞c（NO₂^﹣）＞c（OH^﹣）＞c（H⁺）；

点评：  本题为综合题，考查了盖斯定律求热化学方程式，化学平衡的移动及平衡的计算，氧化还原方程式的书写，题目难度大，熟悉平衡原理是解题关键．