Question

【题目】二氧化碳和氨是重要的化工产品，是纯碱工业、制造硝酸、铵盐和氮肥等的原料．
（1）CO2的电子式是 ．
（2）以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO（NH2）2]的主要反应如下：
①2NH3（g）+CO2（g）═NH2CO2NH4（s）△H=﹣l59.5kJmol﹣1
②NH2CO2NH4（s）CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJmol﹣1
③H2O（1）═H2O（g）△H=+44.0kJmol﹣1
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式；
（3）NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）△H=﹣905kJmol﹣1不同温度下NO产率如下图1所示，由此图可知温度对NO产率的影响规律为 ， 请用化学反应速率和化学平衡理论解释其原因： ．

（4）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关石墨I电极反应可表示为 ．

（5）已知常温下NH3H2O的电离平衡常数K=1.75×10﹣5 ， H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10﹣7 ， K2=4.7×10﹣11 ． 常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显（填“酸性”、“中性”或“碱性”）；计算反应NH4++HCO3﹣+H2ONH3H2O+H2CO3的平衡常数K=（结果保留2位有效数字）．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0KJ/mol
（3）145℃到900℃时，NO产率随温度升高而增大；温度高于900℃时，平衡向左移动
（4）NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5
（5）碱性；1.3×10﹣3
【解析】解：（1.）二氧化碳是碳原子和氧原子间通过共价双键形成的非极性分子，碳原子和氧原子均达到了8电子稳定结构，所以答案是： ；
（2.）①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2 NH4（s）△H=+l59.5kJmol﹣1
②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=﹣116.5kJmol﹣1
③H2O（l）=H2O（g）△H=﹣44.0kJmol﹣1
依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②﹣③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为：2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0KJ/mol；
所以答案是：2NH3（g）+CO2（g）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=﹣87.0KJ/mol；
（3.）145℃到900℃时，NO产率随温度升高而增大；对于放热反应，温度升高，则化学平衡向逆向移动，所以氨气的产率减小，
所以答案是：145℃到900℃时，NO产率随温度升高而增大；温度高于900℃时，平衡向左移动；（4.）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如下图所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，二氧化氮在负极失电子发生氧化反应，元素化合价升高为+5价，氧化物为N2O5 ， 反应的电极反应为：NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5；
所以答案是：NO2+NO3﹣﹣e﹣=N2O5；
（5.）根据盐类水解规律，已知NH3 ． H2O的电离平衡常数K=1.75×10﹣5 ， H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10﹣7 ， K2=4.7×10﹣11 ， 所以碳酸氢根的水解程度更大，所以NH4HCO3显碱性；反应NH4++HCO3﹣+H2O═NH3 ． H2O+H2CO3的平衡常数K= = = =1.3×10﹣3；
所以答案是：碱性；1.3×10﹣3 ．
【考点精析】关于本题考查的弱电解质在水溶液中的电离平衡，需要了解当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时，弱电解质的电离就处于电离平衡状态；电离平衡是化学平衡的一种，同样具有化学平衡的特征．条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理才能得出正确答案．