问题 填空题

分碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

(1)工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备,该反应的化学方程式为                                                                    

(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s)     △H="-l59.5" kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H="+116.5" kJ·mol-1

③H2O(1)=H2O(g)                      △H=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式                 

(3)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点,已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液,电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为               ;每消耗3.4g NH3转移的电子数为                (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。

(4)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H="Q" kJ·mol-1

在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:

        时间(Min)

浓度(mol·L-1

01020304050
NO1.000.580.400.400.480.48
N200.210.300.300.360.36
CO200.210.300.300.360.36
 

①T1℃时,该反应的平衡常数K=        ;

②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是      (填字母编号)。

a.加入一定量的活性炭       b.通人一定量的NO

c.适当缩小容器的体积      d.加入合适的催化剂

③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则Q      0(填“>”或“<”)。 

答案

(1)4NH3+5O24NO+6H2O (2)2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l);△H=-87.0kJ/mol

(3)2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O   0.6NA。(4)①9/16(或0.56) ②bc ③<.

题目分析:(2)由盖斯定律方程式①+②-③得热化学方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l);△H=-87.0kJ/mol;(3)由原电池原理,结合电解质溶液的碱性确定负极反应式为2NH3+6OH- -6e-=N2+6H2O ;每消耗3.4g NH3转移的电子数为0.6NA;(4)由平衡常数的表达式确定T1℃时,该反应的平衡常数K=c(N2)×c(CO2)/c2(NO)=0.56;30min后气体的浓度均增大,所以可能是通入的NO或缩小了容器的体积;升高温度时三种气体的浓度比值与T1℃平衡状态下增大,所以确定平衡逆向移动,Q <0.

考点:元素化合物知识、盖斯定律、原电池原理、化学平衡及其常数。

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