Question

【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=+133.6kJ/mol．该反应的化学平衡常数的表达式K= ． 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．降低温度使尿素的转化率增大
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气．
已知：
结合①中信息，尿素还原NO（g）的热化学方程式是 ．
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[φ（NH3）]随时间变化关系如图2所示
则a点的正反应速率v正（CO2）b点的逆反应速率v（逆）（CO2）（填“＞”、“=”或“＜”）；氨气的平衡转化率是 ．
（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，此反应的离子方程式是；恰好反应后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中存在的所有离子浓度大小关系是c（Na+）＞ ．

Answer 1

【答案】
（1）c2（NH3）?c（CO2）,a,2CO（NH2）2（s）+6NO（g）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1804.7KJ/mol,＞,0.75
（2）2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2,c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）
【解析】解：（1）①化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出，CO（NH2）2 （s）+H2O（l）2NH3（g）+CO2（g）平衡常数K=c2（NH3）c（CO2）；

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，故a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，故b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，故c错误，

所以答案是：c2（NH3）c（CO2）；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：2 CO（NH2）2（s）+6 NO（g）=5 N2（g）+2CO2（g）+4 H2O（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）+6 NO（g）=5 N2（g）+6H2O（l）△H=﹣2071.9 kJ/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=﹣1804.7KJ/mol，

所以答案是：2CO（NH2）2（s）+6NO（g）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1804.7KJ/mol；

③氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明b点反应达到平衡状态，a点氨气体积百分含量大于b的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，a点的正反应速率大于b点的正反应速率，故v正（CO2）＞v逆（CO2）；

设NH3和CO2的起始物质的量为1mol，平衡时氨气转化率为x，则：

	CO2（g）+	2NH3（g）CO （NH2）2 （s）+	H2O（g）
起始（mol）	1	1	0
转化（mol）	0.5x	x	0.5x
平衡（mol）	1﹣0.5x	1﹣x	0.5x

氨气的体积分数= =20%，解得x=75%，

所以答案是：＞；75%；（2）9.2gNO2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+），

所以答案是：2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2；c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）．

【考点精析】根据题目的已知条件，利用化学平衡的计算的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．