Question

【题目】氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。

（1）以与为原料合成化肥尿素的主要反应如下：

①；

②；

③；

则a为_________。

（2）尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：

。

若烟气中时，通入一定量的空气（体积分数为），可利用此法达到最佳脱氮效果。则同温同压下， _________。

（3）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定的平衡转化率在不同压强（、）下随温度变化的曲线，如图所示正确的是_________（填“A”或“B”），、的大小关系为_________（填“>”或“<”或“=”），原因是_________。

A. B.

（4）在一定温度下，将和混合置于密闭容器中发生工业合成氨反应，2分钟达到平衡状态，测得气体总物质的量为。

①NH3表示该反应的平均速率_________。

②已知平衡时，容器压强为，则平衡常数_________。（保留2位有效数字）。

（5）电池在生产生活中有广泛的应用，有人设想以和为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图所示.电池正极的电极反应式是_________，A是_________（填化学式）。

Answer 1

【答案】+73.0 1：1 A < 该反应是气体分子数减小的反应，温度相同时，加压，平衡正向移动，的平衡转化率增大

【解析】

（1）根据盖斯定律计算即可；

（2）根据反应分析得最终需要NO和NO2的体积比为1：1，根据反应2NO+O2=2NO2也可以计算出需要转化NO的体积，以及消耗O2的体积，从而算出需要的空气的体积；

（3）工业固氮的化学方程式为：，该反应是放热反应，也是气体体积减小的反应，据此分析；

（4）列出反应的三段式分析即可；

（5）N2和H2反应生成NH3，但溶液中含有HCl，故A为NH4Cl；由于N2作氧化剂，发生还原反应，故左侧电极为正极，其电极反应为。

（1）由题知：2×①+②=③，则②=③-2×①，即△H2=△H3-2△H1=(-87kJ·mol-1)-2×(-80kJ·mol-1)=+73kJ·mol-1；

（2）烟气中，则假设V(NO)=5L，V(NO2)=1L，根据反应可得NO和NO2 的体积比为1：1，由于2NO+O2=2NO2，故消耗2L NO反应生成2L NO2即可，该反应中消耗O2 1L，即需要空气5L，则5:5=1:1；

（3）工业固氮的化学方程式为：，该反应是放热反应，则压强不变时，随着温度的升高，平衡逆向移动，则N2的平衡转化率降低，故选A；温度相同时，由于该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，N2的平衡转化率升高，故p1<p2；

（4）设达到平衡时，N2的转化的量为x mol，则

，(1-x)+(3-3x)+2x=2.8，解得x=0.6，即

，

①v(NH3)==0.3mol/(L·min)；

②根据PV=nRT可知，气体的分压和其物质的量成正比，则Kp===0.26(MPa)-2；/span>

（5）N2和H2反应生成NH3，但溶液中含有HCl，故A为NH4Cl；由于N2作氧化剂，发生还原反应，故左侧电极为正极，其电极反应为。