Question

【题目】（Ⅰ）工业尾气SO2、NO2是污染大气、形成酸雨的罪魁祸首。请回答下列问题：异氰酸(化学式：HNCO，C为+4价)可用于消除尾气中的NO2。其反应原理为：HNCO+NO2→N2+CO2+ (未配平)。

①上述反应的氧化剂是____________。

②配平后方框内应填写____________。

③每处理33.6LNO2(标准状况)，反应中转移电子的数目为____________。

（Ⅱ）为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究利用CO和H2O反应转化为绿色能源H2．已知：2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H=﹣566.0kJ mol﹣1；2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=﹣483.6kJ mol﹣1；2H2O（g）═H2O（l）△H=﹣44.0kJ mol﹣1。

（1）写出CO和H2O（g）作用生成CO2和H2的热化学方程式：____________。

（2）氢气是合成氨的重要原料，合成氨反应的热化学方程式如下：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=﹣92.4kJmoL﹣1。

①当合成氨反应达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、H2和NH3的量），反应速率与时间的关系如图所示．图中t3时引起平衡移动的条件可能是______，其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是______。

②温度为T℃时，将1mol N2和2mol H2放入容积为0.5L的密闭容器中，充分反应后测得N2的平衡转化率为50%．则反应在T℃时的平衡常数为______mol﹣2L2。

③目前工业合成氨的原理是：N2+3H22NH3如图表示随条件改变，平衡体系中氨气体积分数的变化趋势，当横坐标为压强时，变化趋势正确的是（填序号，下同）___，当横坐标为温度时，变化趋势正确的是___。

（3）常温下氨气和HCl均极易溶于水，现将相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸混合，所得溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为____＞____＞____＞____。

Answer 1

【答案】NO2 4H2O 6NA CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2（g）△H=﹣41.2kJ/mol 升高温度 t2﹣t3 4 c a c（Cl﹣） c（NH4+） c（H+） c（OH﹣）

【解析】

（Ⅰ）HNCO中C为+4价，则氮元素是－3价，根据方程式可知，反应后NO2中氮元素由+4价降低到0价，得到4个电子，NO2是氧化剂，HNCO中氮元素由－3价升高到0价，失去3个电子，HNCO是还原剂；

（Ⅱ）（1）由盖斯定律计算可得；

（2）①合成氨反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，正逆反应速率均增大，平衡向正反应方向移动，达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量增大，升高温度，正逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量减小，使用催化剂，正逆反应速率均增大，平衡不移动，平衡混合物中NH3的含量不变；

②建立三段式，依据三段式数据计算化学平衡常数；

③合成氨反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，升高温度，平衡向逆反应方向移动；

（3）相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好完全反应生成氯化铵，氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性。

（Ⅰ）HNCO中C为+4价，则氮元素是－3价，根据方程式可知，反应后NO2中氮元素由+4价降低到0价，得到4个电子，NO2是氧化剂，HNCO中氮元素由－3价升高到0价，失去3个电子，HNCO是还原剂，根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是3:4，根据原子守恒可知反应还有水生成，则反应的化学方程式为8HNCO+6NO2＝7N2+CO2+4H2O，标准状况33.6LNO2的物质的量为=1.5mol，则反应转移的电子数目为1.5mol×4NA mol—1=6NA，故答案为：NO2；4H2O；6NA；

（Ⅱ）（1）已知：①2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566kJmoL-1②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6KJmoL-1，根据盖斯定律，①-②得2CO（g）+2H2O（g）=2H2（g）+2CO2（g），则△H=-566kJmoL-1-（-483.6kJmoL-1）=-82.4kJmoL-1，反应的热化学方程式为CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）△H=-41.2kJmoL-1，故答案为：CO（g）+H2O（g）=H2（g）+CO2（g）△H=-41.2kJmoL-1；

（2）①合成氨反应为气体体积减小的放热反应，由图可知，t1时增大压强，正逆反应速率均增大，正反应速率大于逆反应速率，说明平衡向正反应方向移动，达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量增大，t3时升高温度，正逆反应速率均增大，逆反应速率大于正反应速率，说明平衡向逆反应方向移动，达到新平衡时平衡混合物中NH3的含量减小，t5时使用催化剂，正逆反应速率均增大，正反应速率等于逆反应速率，说明平衡不移动，平衡混合物中NH3的含量不变，则t3时引起平衡移动的条件是升高温度，平衡混合物中NH3的含量最高的一段时间是t2﹣t3，故答案为：升高温度；t2﹣t3；

②已知N2的平衡转化率为50%，由题给数据建立如下三段式：

N2（g）+3H2（g）2NH3（g）

起（mol/L） 2 4 0

变（mol/L） 1 3 2

平（mol/L） 1 1 2

由三段式所得数据可得化学平衡常数K===4，故答案为：4；

③合成氨反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气体积分数增大，c符合；升高温度，平衡向逆反应方向移动，氨气体积分数减小，a符合，故答案为：c；a；

（3）相同体积、相同物质的量浓度的氨水和盐酸恰好完全反应生成氯化铵，氯化铵在溶液中水解使溶液呈酸性，则溶液中各离子的物质的量浓度按照由大到小的顺序排列依次为c（Cl﹣）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH﹣），故答案为：c（Cl﹣）；c（NH4+）；c（H+）；c（OH﹣）。