Question

【题目】氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛。

（1）以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下：

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) △H=－159kJ·mol－1

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+72kJ·mol－1

H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol－1

则反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=______kJ·mol－1

（2）某温度下，向容积为100 ml的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，物质X的浓度变化曲线如下图所示。

①前5s内，v(H2O)=__________。

②该条件下的平衡常数K=_______。

（3）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程（0——15min）中NO的物质的量随时间的变化如图所示。

①平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡将____（填“向左”“向右”或“不”）移动。

②图中a、b分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是______（填“a”或“b”）。

③15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是____。

（4）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质（用NH3表示）和氯化物，把垃圾渗滤液加入如图所示的电解池（电极为惰性材料）中进行电解除去NH3，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。

①写出第二步反应的化学方程式_________。

②若垃圾渗滤液中氨氮物质的含量为1.7%，则理论上电解1t该污水，电路中转移的电子数为________。

Answer 1

【答案】－1311mol·L－1·s－12.5×10－3向右b增大CO的物质的量浓度（或增大压强）3Cl2+2NH3=N2+6HCl（或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl）3×103NA

【解析】

(1)已知：2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s)△H=-159 kJmol-1 ①，

NH2CO2NH4(s)═CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H=+72 kJmol-1 ②，H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol－1③

将①+②-③可得：2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=(-159 kJmol-1)+(+72 kJmol-1)-(+44 kJ·mol－)=-131 KJ/mol；

(2)①图示为NH3的浓度随时间的变化曲线，5s时NH3的浓度有40 mol/L降为30 mol/L，则v(NH3)==2 mol·L－1·s－1，v(H2O)=v(NH3)=1 mol·L－1·s－1；

②平衡时NH3的浓度为20 mol/L，NH3的浓度为20 mol/L，则平衡时CO2的浓度为10 mol/L，H2O(g)的浓度为10 mol/L，该条件下的平衡常数K====2.5×10－3；

(3)①起始时，NO为0.4 mol，平衡时NO为0.2 mol，
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2
起始物质的量：0.4 mol0.4 mol 0 0
转化的物质量：0.2 mol0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
平衡物质的量：0.2 mol 0.2 mol 0.2 mol 0.1 mol
则平衡时的浓度：c(NO)=0.1 mol/L，c(CO)=0.1 mol/L，c(CO2)=0.1 mol/L，c(N2)=0.05 mol/L，
k==5 (mol/L)-1；
平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8 mol，则c(CO)=0.5 mol/L，c(N2)=0.45 mol/L，
Qc==1.8＜k，则平衡将向右移动；

②催化剂表面积较大，反应速率快，达到平衡所用时间短，由图可知，b曲线代表的条件下反应速率快，所以b的催化剂的表面积大；

③由图象可知，NO的浓度减小，平衡向正方向移动，所以改变的条件为增加CO的物质的量浓度或增大压强；

(4)①根据图示知道：A电极是电解池的阳极，该电极上发生失电子的氧化反应，可以得到氧化剂，根据离子的放电顺序，即氯离子失电子产生氯气的过程，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑；第二步氧化剂氯气氧化氨氮物质即氨气生成N2的过程，发生的反应为：3Cl2+2NH3=N2+6HCl；

②1t该污水中氨氮物质的含量为1.7%，质量为1×106 g×1.7%=1.7×104 g，则理论上电解转移电子的物质的量为1.7×104 g÷17 g/mol×3=3×103 mol，转移电子数为3×103 NA。

点晴：侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力和计算能力，注意把握三段式在化学平衡计算中的应用，注意题干信息的应用是关键，该电解池(电极为惰性材料)电解除去NH3，净化污水．该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，即产生能将氨氧化为氮气的物质，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2，据电解池的工作原理结合发生的反应来回答。