Question

【題目】合理應用和處理氮的化合物，在生產(chǎn)生活中有重要意義。

（1）尿素[CO(NH2)2]是一種高效化肥，也是一種化工原料。

①CO(NH2)2(s)+H2O(1)2HN3(g)+CO2(g)ΔH=+133.6kJ/mol。關于該反應的下列說法正確的是____________（填序號）。

a.從反應開始到平衡時容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

b.在平衡體系中增加水的用量可使該反應的平衡常數(shù)增大

c.降低溫度可使尿素的轉化率增大

d.達到平衡后，縮小容器的體積，平衡向逆反應方向移動，達到平衡時NH3的濃度大于原平衡

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮氣。

已知：

再結合①中的信息，則反應2CO(NH2)2(s)+6NO(g)5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(1)的ΔH=______kJ/mol。

③密閉容器中以等物質(zhì)的量的NH3和CO2為原料，在120℃、催化劑作用下應生成尿素：CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，混合氣體中NH3的物質(zhì)的量百分含量隨時間變化關系如圖所示，氨氣的平衡轉化率為____________

（2）NO2會污染環(huán)境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2，已知9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反應時轉移電子0.1mol，恰好反應后，使溶液中的C元素全部以CO2形式逸出，所得溶液呈弱堿性，則溶液中離子濃度大小關系是c(Na+)＞_________________________。

（3）用肼燃料電池為電源，通過離子交換膜電解法控制電解液中OH的濃度來制備納米Cu2O，裝置如圖所示：

上述裝置中陽極反應式為_________________________，該電解池中的離子交換膜為______________（填“陰”或“陽”）離子交換膜。

Answer 1

【答案】a -1804.7kJ/mol 75% c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+) 2Cu-2e-+2OH===Cu2O+H2O 陰

【解析】

（1）

①a. 該反應中只有生成物是氣體，生成的氨氣和二氧化碳質(zhì)量和物質(zhì)的量比值不變；
b. 化學平衡常數(shù)只受溫度影響；
c. 降溫平衡向逆向移動；
②結合圖中信息，根據(jù)蓋斯定律按要求計算反應熱；
③依據(jù)氨氣的體積分數(shù)結合平衡三段式列式計算平衡轉化率；
（2）9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反應時轉移電子0.1mol，即每2mol NO2和Na2CO3溶液反應時轉移電子1mol計算生成的硝酸，根據(jù)化合價的變化判斷生成物，以此書寫反應的離子方程式；

（3）根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應，銅失電子轉化為氧化亞銅，據(jù)此分析作答。

(1)

a. 混合氣體中只有氨氣、二氧化碳，二者物質(zhì)的量之比為定值2:1，平均相對分子質(zhì)量不變， a項正確；

b.平衡常數(shù)只受溫度影響，溫度不變，平衡常數(shù)不變，增加水的用量不影響平衡常數(shù)，b項錯誤；

c.正反應為吸熱反應，降低溫度平衡逆向移動，尿素的轉化率減小，c項錯誤，

故答案為：a；

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮氣，反應方程式為：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)，

已知：①CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6kJ/mol，

由圖可得熱化學方程式：②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H=2071.9kJ/mol，

根據(jù)蓋斯定律,①×2+②可得：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=1804.7 kJ/mol，

故答案為： 1804.7 kJ/mol；

③設NH3和CO2的起始物質(zhì)的量為1 mol，平衡時氨氣轉化率為x，則：

，則氨氣的體積分數(shù)=，解得x = 75%，

故答案為：75%；

(2)9.2 gNO2的物質(zhì)的量 =0.2mol，Na2CO3溶液完全反應生成CO2時轉移電子0.1mol，反應中只有N元素化合價變化，則N的化合價分別由+4價變化為+5價和+3價，反應的離子方程式為：2NO2+CO32=NO3+NO2+CO2，在堿性溶液中應生成NaNO3和NaNO2,二者濃度相等，NO2水解溶液呈堿性，所得溶液中的離子濃度大小關系為c(Na+)>c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+)，

故答案為：c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+)；

（3）根據(jù)總反應，則陽極反應為2Cu2e+2OH=Cu2O+H2O，所以離子交換膜應采用陰離子交換膜，

故答案為：2Cu2e+2OH=Cu2O+H2O；陰。