Question

【题目】氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。

（1）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3和TiO2）表面与水发生反应：2N2(g)＋6H2O（1）4NH3(g)＋3O2(g) H=＋1530 kJ·mol-1，又知：H2O(g) = H2O（1） H=－44.0 kJ·mol-1，则4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) H =_____kJ·mol-1。在恒温恒容密闭容器中，当该反应处于平衡状态时，欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，下列措施可行的是_____。（填字母）

A．向平衡混合物中充入Ar B．向平衡混合物中充入O2

C．采用更好的催化剂 D．降低反应的温度

（2）①用氨气制取尿素[CO(NH2)]的反应为：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)△H＜0，某温度下，向容器为1L的密闭容器中通入4 mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示在前25s内NH3的浓度随时间的变化。如果保持其他条件不变的情况下使用催化剂，请在下图中用实线画出c(NH3)随时间的变化曲线。_______________。

② 若保持温度和容器体积不变，向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O，此时v正______v逆（填“>”、“=”或“<”）

（3）叠氮酸钠(NaN3)常用于汽车安全气囊中，工业 生产NaN3主要是在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中，此外还生成两种常见的碱性物质，请写出上述过程的化学方程式_______________________。

（4）羟胺NH2OH可以看作是NH3分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作电解质进行电解，在汞电极上NO3-可转化为NH2OH，以铂为另一极，则该电解反应的总化学方程式_______。

Answer 1

【答案】 -1266 B ＞ NaNO3+3NaNH2=NaN3+3NaOH+NH3↑ 2HNO3+2H2O2NH2OH + 3O2↑

【解析】（1）①2N2(g)＋6H2O(1)4NH3(g)＋3O2(g) △H=+1530kJ·mol－1，②H2O（1）=H2O（g）△H=+44.0kJ·mol－1，由-①+②×6得：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) △H=-1266kJ·mol－1；欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，A．向平衡混合物中充入Ar，容器中总压增加，分压不变，平衡不动，故A不符合； B．向平衡混合物中充入O2，增大反应物的浓度平衡正向进行，反应速率增大，故B符合；C．改变反应的催化剂，对平衡无影响，平衡不动，故C不符合；D．降低反应的温度，反应速率减小，故D不符合；故选B；

（2）①1L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%．

2NH3（g）+CO2（g）=CO(NH2)2（s）+H2O（g）

初始浓度： 4 2 0 0

变化浓度： 2 1 1 1

平衡浓度： 2 1 1 1

加入催化剂，不会改变化学平衡移动，但是会加快反应速率，得到c（NH3）随时间的变化曲线如下图所示：

②若保持其他条件不变，向平衡体系中再通入2molNH3和2molH2O，此时Qc=＜K==0.25，所以平衡会正向移动，v正＞v逆。（3）在175℃时把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中，此外还生成两种常见的碱性物质，NaNO3+3NaNH2=NaN3+3NaOH+NH3；（3）在汞电极上NO3-可转化为NH2OH，该电极上得到电子发生还原反应，为阴极，则Pt是阳极，水失电子生成氧气和氢离子，阴极反应式为NO3－+6e－+7H＋=NH2OH+2H2O、阳极反应式为2H2O-4e－=O2↑+4H＋，总反应为：2HNO3+2H2O2NH2OH + 3O2↑。