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。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不正确的是______(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减小

d.当2v正[NH3]=v逆[CO2]，反应处于平衡状态

②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。己知：如图1所示结合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(CO 2)(填“〉”“=”或“<”）；氨气的平衡转化率是________。

④NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。己知9.2gNa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】 c2(NH3)c(CO2) bd 2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=1804.7kJ/mol > 0.75 2NO2+CO32=NO3+NO2+CO2 c(NO3)>c(NO2)>c(OH)>c(H+)

【解析】①尿素和水不是气体，不列入，其化学平衡常数= =c2(NH3)c(CO2)；a、混合气体的平均相对分子质量==M1·n1%+ M2·n2%+…，该反应中只有生成物是气体，生成的氨气和二氧化碳的物质的量之比保持不变，故a正确；b、化学平衡常数只受温度影响，温度不变，化学平衡常数不变，故b错误；c、该反应是吸热反应，降温平衡逆向移动，反应物转化率降低，故c正确；d.当2v正[NH3]=v逆[CO2]，正逆反应速率不等，反应不是平衡状态，故d错误；故选bd；故答案为：c2(NH3)c(CO2)；bd；

②已知①CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6kJ/mol，②根据图1有：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)△H=-2071.9kJ/mol，根据盖斯定律，①×2+②得：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1804.7kJ/mol，故答案为：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)；

设氨气消耗物质的量x，开始氨气体积分数为50%，假设氨气为50mol，二氧化碳为50mol，

CO2(g) + 2NH3(g) CO(NH2)2 (s)+ H2O(g)

起始量(mol) 50 50 0 0

变化量(mol) 0.5x x 0.5x 0.5x

平衡量(mol) 50-0.5x 50-x 0.5x 0.5x

氨气的体积分数==20%；解得x=37.5mol，氨气的平衡转化率=×100%=75%，故答案为：＞；75%；

④9.2gNO2的物质的量=0.2mol，即0.2molNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，则2molNO2和Na2CO3溶液反应时转移电子1mol，则N的化合价分别有+4价变化为+5价和+3价，在碱性溶液中应生成NO3-和NO2-，反应的离子方程式为：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2，若生成的CO2完全逸出，NO2-水解成碱性，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+)，故答案为：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2；c(NO3-)＞c(NO2-)＞c(OH-)＞c(H+)。