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。

①以尿素为原料在一定条件下发生反应:

CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6 kJ/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,达新平衡时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(l)的△H =_______kJ/mol。

③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料,在120℃、催化剂作用下反应生成尿素: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9.2g NO2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CO2完全逸出,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+2OH--2e-=Cu2O+H2O 阴

【解析】

(1)①a.由CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6 kJ/mol知反应物无气体成分,容器中混合气体均为生成物,则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(2不变,故a项正确;b. 化学反应式中固体和液体不写进化学平衡常数表达式,则CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)的K=c2(NH3).c(CO2);反应体系中水的状态为液态,增加水的用量不改变该反应的平衡常数,故b项错误;c.该反应为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,尿素的转化率减少,故c项错误;d. 达到平衡后,缩小容器的体积,平衡向逆反应方向移动,因为反应物无气体成分,容器混合气体均为生成物,所以达新平衡时NH3的浓度不变,故D错误;本题正确答案为a。

②Ⅰ.CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6 kJ/mol.由能量变化图可知Ⅱ.4 NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+ 6H2O(l); Ⅰ2+Ⅱ可得2CO(NH2)2(s)+6NO(g)5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)的△H =-1804.7kJ/mol。答案:-1804.7kJ/mol。

③由图可知,反应开始时( NH3)=50,反应平衡时( NH3)=20,设氨气投入量为2a,氨气平衡转化率为x,由( NH3)=50可知,反应前二氧化碳投入量为2a,反应平衡时,根据方程式可知,消耗氨气2ax,消耗二氧化碳ax,生成水蒸气ax,并且(NH3)=20,则有等式(NH3)=n(NH3)/n(总)=(2a-2ax)/ [(2a-2ax)+ (2a-2ax)+ax]=20,解得x=75,则氨气的平衡转化率为75。答案:75。

(2)9.2g NO2物质的量为0.2mol,NO2被Na2CO3溶液吸收并生成CO2,反应转移电子0.1mol,碳的化合价并没有发生变化,则反应为NO2自身的氧化还原反应,0.2mol NO2自身歧化反应转移电子0.1mol,根据得失电子守恒,则N2氮元素的化合价为+4,一半氮元素升高为+5,一半氮元素降低为+3,离子方程式为2NO2 +CO32-=NO3-+NO2-+ CO2;由化学方程式可知,完全反应后溶质为NaNO3和NaNO2,由于HNO2为弱酸,NO2-存在水解平衡NO2-+H2OOH-+ HNO2,则溶液中离子浓度大小关系为c(Na)>c(NO3—)> c(NO2—)> c(OH—)>c(H+) ;答案:c(NO3—)> c(NO2—)> c(OH—)>c(H+) 。

(3)电解池的A极为阴极,由H2O得电子发生还原反应,生成OH-,B极为阳极,由金属铜失电子发生氧化反应,阳极反应式2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O。结合OH-生成Cu2O,A极产生OH-,B极消耗OH-,故该离子交换膜为阴离子交换膜;答案: 2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O;阴。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网