题目内容
【题目】含氮化合物在生产、生活和科研中有着广泛的应用。
(1)工业上采用NH3为还原剂处理烟气(假设烟气中的NO和NO2的物质的量相等,且反应产物为无毒气体),测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率。如图,下列列说法正确的是(填写下列字母编号)
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a.相同条件下,改变压强对脱氮率有影响
b.曲线最高点表示此时平衡转化率最高
c.相同条件下,加入不同的催化剂能够改变反应物的转化率
d.上述反应的化学方程式为:NO+NO2+2NH3
2N2
3H2O
(2)已知: 2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=-43.0KJ·mol-1
—定条件下,将2molNH3和1molCO2充入容积为2L的密闭容器中发生反应。反应进行2min时,放出热量21.5kJ,则2min内该反应的反应速率υ(NH3)= ,此时混合气体中NH3的体积分数为 。
(3)在25℃下,将a molL-1的NH4NO3溶液与0.01molL-1的NaOH等体积混合,反应平衡时,测得溶液pH=7,则NH4NO3溶液的物质的量浓度a___________0.01molL-1(填“>”、“<”或“=”);滴加NaOH的过程中水的电离平衡将 (填“正向”、“不”或“逆向”)移动。请你设计实验,比较NH3 H2O的电离程度和NH4NO3的水解程度大小 。
【答案】(1)ad
(2)0.25molL-1min-1;50%(或0.5)
(3)>;逆向;常温下,将等物质的量浓度、等体积的氨水、硝酸铵溶液混合,若混合液pH>7,表明电离程度大于水解程度;否则电离程度小于水解程度(其他合理答案亦可得分)。
【解析】
试题分析:(1)a.因为该反应前后的气体体积数不等,所以改变压强平衡移动,脱氮率变化,故a正确;b.横坐标是温度,若纵坐标与转化率一致,曲线应该单一上升或降低。所以依据曲线变化情况说明该反应体系中有催化剂存在,且最高点代表催化剂活性最大,故b错误;c.催化剂只能影响化学反应速率,不能改变化学平衡状态。所以,相同条件下,加入不同的催化剂不能改变反应物的转化率,故c错误;d.采用NH3为还原剂处理烟气,设烟气中的NO和NO2的物质的量相等,且反应产物为无毒气体,则NH3为还原剂,NO和NO2为氧化剂,且反应产物为N2,反应的化学方程式为:NO+NO2+2NH3
2N2+3H2O,故d正确。
(2)现根据热量求出参加反应的氨气的量n(NH3)=21.5kJ÷43.0 kJ/mol×2=1mol,△c(NH3)=1mol/2L=0.5mol/L,再根据反应速率公式求算v(NH3)=△c(NH3)/△t=0.5mol/L÷2min=0.25molL-1min-1;依据方程式2NH3 +CO2 CO(NH2)2(s)+H2O(g)可知,当有1mol氨气参加反应时,气体混合物减少1mol,此时混合气体中NH3的体积分数为:(2-1)/(2+1-1)×100%=50%(或0.5)。
(3)在25℃下,由于NH4NO3溶液水解程度很小,呈极弱的酸性,当与0.01molL-1的NaOH等体积混合,测得溶液pH=7时,NH4NO3溶液的物质的量浓度a<0.01molL-1;NH4NO3水解促进水的电离,滴加NaOH的过程中铵根离子浓度减小,水解程度减小,水的电离平衡将逆向移动;欲比较NH3H2O的电离程度和NH4NO3的水解程度大小,可以在常温下,将等物质的量浓度、等体积的氨水、硝酸铵溶液混合,若混合液pH>7,表明电离程度大于水解程度;否则电离程度小于水解程度(其他合理答案亦可得分)。故答案为:>;逆向;常温下,将等物质的量浓度、等体积的氨水、硝酸铵溶液混合,若混合液pH>7,表明电离程度大于水解程度;否则电离程度小于水解程度(其他合理答案亦可得分)。