题目内容
【题目】合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。
（1）尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。
①CO(NH2)2(s)+H2O(1)2HN3(g)+CO2(g)ΔH=+133.6kJ/mol。关于该反应的下列说法正确的是____________（填序号）。
a.从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
b.在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
c.降低温度可使尿素的转化率增大
d.达到平衡后，缩小容器的体积，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时NH3的浓度大于原平衡
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
已知：
再结合①中的信息，则反应2CO(NH2)2(s)+6NO(g)5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(1)的ΔH=______kJ/mol。
③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下应生成尿素：CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，混合气体中NH3的物质的量百分含量随时间变化关系如图所示，氨气的平衡转化率为____________
（2）NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2，已知9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，恰好反应后，使溶液中的C元素全部以CO2形式逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中离子浓度大小关系是c(Na+)＞_________________________。
（3）用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示：
上述装置中阳极反应式为_________________________，该电解池中的离子交换膜为______________（填“阴”或“阳”）离子交换膜。
【答案】a -1804.7kJ/mol 75% c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+) 2Cu-2e-+2OH===Cu2O+H2O 阴
【解析】
（1）
①a. 该反应中只有生成物是气体，生成的氨气和二氧化碳质量和物质的量比值不变；
b. 化学平衡常数只受温度影响；
c. 降温平衡向逆向移动；
②结合图中信息，根据盖斯定律按要求计算反应热；
③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）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；
（3）根据电解原理，阳极发生氧化反应，铜失电子转化为氧化亚铜，据此分析作答。
(1)
a. 混合气体中只有氨气、二氧化碳，二者物质的量之比为定值2:1，平均相对分子质量不变， a项正确；
b.平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，增加水的用量不影响平衡常数，b项错误；
c.正反应为吸热反应，降低温度平衡逆向移动，尿素的转化率减小，c项错误，
故答案为：a；
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气，反应方程式为：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，
由图可得热化学方程式：②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l) △H=2071.9kJ/mol，
根据盖斯定律,①×2+②可得：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=1804.7 kJ/mol，
故答案为： 1804.7 kJ/mol；
③设NH3和CO2的起始物质的量为1 mol，平衡时氨气转化率为x，则：
，则氨气的体积分数=
，解得x = 75%，
故答案为：75%；
(2)9.2 gNO2的物质的量
=0.2mol，Na2CO3溶液完全反应生成CO2时转移电子0.1mol，反应中只有N元素化合价变化，则N的化合价分别由+4价变化为+5价和+3价，反应的离子方程式为：2NO2+CO32=NO3+NO2+CO2，在碱性溶液中应生成NaNO3和NaNO2,二者浓度相等，NO2水解溶液呈碱性，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：c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+)；
（3）根据总反应，则阳极反应为2Cu2e+2OH=Cu2O+H2O，所以离子交换膜应采用阴离子交换膜，
故答案为：2Cu2e+2OH=Cu2O+H2O；阴。
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