Question

【題目】（Ⅰ）工業(yè)尾氣SO2、NO2是污染大氣、形成酸雨的罪魁禍首。請回答下列問題：異氰酸(化學式：HNCO，C為+4價)可用于消除尾氣中的NO2。其反應原理為：HNCO+NO2→N2+CO2+ (未配平)。

①上述反應的氧化劑是____________。

②配平后方框內(nèi)應填寫____________。

③每處理33.6LNO2(標準狀況)，反應中轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為____________。

（Ⅱ）為了減少CO對大氣的污染，某研究性學習小組擬研究利用CO和H2O反應轉(zhuǎn)化為綠色能源H2．已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJ mol﹣1；2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ mol﹣1；2H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0kJ mol﹣1。

（1）寫出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的熱化學方程式：____________。

（2）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應的熱化學方程式如下：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmoL﹣1。

①當合成氨反應達到平衡后，改變某一外界條件（不改變N2、H2和NH3的量），反應速率與時間的關系如圖所示．圖中t3時引起平衡移動的條件可能是______，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是______。

②溫度為T℃時，將1mol N2和2mol H2放入容積為0.5L的密閉容器中，充分反應后測得N2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%．則反應在T℃時的平衡常數(shù)為______mol﹣2L2。

③目前工業(yè)合成氨的原理是：N2+3H22NH3如圖表示隨條件改變，平衡體系中氨氣體積分數(shù)的變化趨勢，當橫坐標為壓強時，變化趨勢正確的是（填序號，下同）___，當橫坐標為溫度時，變化趨勢正確的是___。

（3）常溫下氨氣和HCl均極易溶于水，現(xiàn)將相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸混合，所得溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度按照由大到小的順序排列依次為____＞____＞____＞____。

Answer 1

【答案】NO2 4H2O 6NA CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.2kJ/mol 升高溫度 t2﹣t3 4 c a c（Cl﹣） c（NH4+） c（H+） c（OH﹣）

【解析】

（Ⅰ）HNCO中C為+4價，則氮元素是－3價，根據(jù)方程式可知，反應后NO2中氮元素由+4價降低到0價，得到4個電子，NO2是氧化劑，HNCO中氮元素由－3價升高到0價，失去3個電子，HNCO是還原劑；

（Ⅱ）（1）由蓋斯定律計算可得；

（2）①合成氨反應為氣體體積減小的放熱反應，增大壓強，正逆反應速率均增大，平衡向正反應方向移動，達到新平衡時平衡混合物中NH3的含量增大，升高溫度，正逆反應速率均增大，平衡向逆反應方向移動，達到新平衡時平衡混合物中NH3的含量減小，使用催化劑，正逆反應速率均增大，平衡不移動，平衡混合物中NH3的含量不變；

②建立三段式，依據(jù)三段式數(shù)據(jù)計算化學平衡常數(shù)；

③合成氨反應為氣體體積減小的放熱反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，升高溫度，平衡向逆反應方向移動；

（3）相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸恰好完全反應生成氯化銨，氯化銨在溶液中水解使溶液呈酸性。

（Ⅰ）HNCO中C為+4價，則氮元素是－3價，根據(jù)方程式可知，反應后NO2中氮元素由+4價降低到0價，得到4個電子，NO2是氧化劑，HNCO中氮元素由－3價升高到0價，失去3個電子，HNCO是還原劑，根據(jù)電子得失守恒可知氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是3:4，根據(jù)原子守恒可知反應還有水生成，則反應的化學方程式為8HNCO+6NO2＝7N2+CO2+4H2O，標準狀況33.6LNO2的物質(zhì)的量為=1.5mol，則反應轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為1.5mol×4NA mol—1=6NA，故答案為：NO2；4H2O；6NA；

（Ⅱ）（1）已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJmoL-1②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6KJmoL-1，根據(jù)蓋斯定律，①-②得2CO（g）+2H2O（g）=2H2（g）+2CO2（g），則△H=-566kJmoL-1-（-483.6kJmoL-1）=-82.4kJmoL-1，反應的熱化學方程式為CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）△H=-41.2kJmoL-1，故答案為：CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）△H=-41.2kJmoL-1；

（2）①合成氨反應為氣體體積減小的放熱反應，由圖可知，t1時增大壓強，正逆反應速率均增大，正反應速率大于逆反應速率，說明平衡向正反應方向移動，達到新平衡時平衡混合物中NH3的含量增大，t3時升高溫度，正逆反應速率均增大，逆反應速率大于正反應速率，說明平衡向逆反應方向移動，達到新平衡時平衡混合物中NH3的含量減小，t5時使用催化劑，正逆反應速率均增大，正反應速率等于逆反應速率，說明平衡不移動，平衡混合物中NH3的含量不變，則t3時引起平衡移動的條件是升高溫度，平衡混合物中NH3的含量最高的一段時間是t2﹣t3，故答案為：升高溫度；t2﹣t3；

②已知N2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，由題給數(shù)據(jù)建立如下三段式：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起（mol/L） 2 4 0

變（mol/L） 1 3 2

平（mol/L） 1 1 2

由三段式所得數(shù)據(jù)可得化學平衡常數(shù)K===4，故答案為：4；

③合成氨反應為氣體體積減小的放熱反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，氨氣體積分數(shù)增大，c符合；升高溫度，平衡向逆反應方向移動，氨氣體積分數(shù)減小，a符合，故答案為：c；a；

（3）相同體積、相同物質(zhì)的量濃度的氨水和鹽酸恰好完全反應生成氯化銨，氯化銨在溶液中水解使溶液呈酸性，則溶液中各離子的物質(zhì)的量濃度按照由大到小的順序排列依次為c（Cl﹣）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH﹣），故答案為：c（Cl﹣）；c（NH4+）；c（H+）；c（OH﹣）。