Question

【题目】硝酸铵是一种重要的化工原料，通常用合成氨及合成硝酸的产物进行生产

（1）硝酸铵水溶液pH__________7（填“＞”、“=”或“＜”），其水溶液中各种离子浓度大小关系为___________

（2）已知合成氨的热化学方程式为：N2（g）+ 3H2（g） 2NH3（g）△H=－92kJ/mol，按照氮气和氢气的物质的量之比1：3的比例，分别在200℃、400℃、600℃的条件下进行反应，生成物NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图所示

①曲线c对应的温度为___________ ℃

②下列说法中正确的是___________

A．增大氢气浓度，可促进平衡正向移动并能提高氮气的转化率

B．Q点对应的反应条件下，若加入适当的催化剂，可提高NH3在混合物中的物质的量分数

C．M、N两点的平衡常数大小关系为：M＞N

D．M、N、Q三点反应速率的大小关系为：N＞M＞Q

E．为了尽可能多的得到NH3，应当选择P点对应的温度和压强作为生产条件

（3）尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH3、CO2为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：

第一步：2NH3(g)＋CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH=－272kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH=＋138kJ·mol－1

写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式：_________________________

（4）柴油汽车尾气净化器通常用尿素作为氮氧化物尾气的吸收剂，生成物均为无毒无污染的常见物质，请写出尿素与NO反应的化学方程式__________，当有1mol尿素完全反应时，转移电子的数目为___________

Answer 1

【答案】＜ NO3－＞NH4+＞H+＞OH－ 600 ACD 2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH=－134kJ·mol－1 2CO(NH2)2 + 6NO = 2CO2 + 5N2 + 4H2O 6NA

【解析】

(1)硝酸铵溶于水NH4+易水解，NH4++H2O NH3.H2O +H+，因此溶液呈弱酸性，即pH＜7，水溶液中各种离子浓度大小关系为NO3－＞NH4+＞H+＞OH－；

(2)①相同压强下,升高温度平衡逆向移动,氨气含量降低,根据图知,a、b、c的温度分别是200℃、400℃、600℃,因此，本题正确答案是:600℃;
②A．增大氢气浓度，即增加反应物浓度，可促进平衡正向移动并能提高氮气的转化率，故A正确；

B．催化剂只能相同程度的改变正逆反应速率，不能使化学平衡移动，故B错误；

C．M、N两点压强相同，M和N的温度不同，M点氨气质量分数大于N，说明平衡常数M＞N，故C正确；

D．两点压强相同，M点的温度低于N的温度，所以反应速率N＞M，M和Q的温度相同，压强M大于Q，所以反应速率M＞Q，故D正确；

综上所述，本题应选ACD；

(3)已知反应①2NH3(g)＋CO2(g)=H2NCOONH4(s) ΔH1=－272kJ·mol－1，反应②H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH2=＋138kJ·mol－1

根据盖斯定律，由①+②式得2NH3(g)＋CO2(g)=CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH= ΔH1+ΔH2=－134kJ·mol－1

(4)根据尿素作为氮氧化物尾气的吸收剂，生成物均为无毒无污染的常见物质，可知生成物应为氮气、二氧化碳和水，CO(NH2)2 中N化合价由-3价升为0价，NO中N的化合价由+2价降为0价，根据得失电子守恒可知CO(NH2)2 与NO反应中的系数之比为1:3，根据质量守恒可配平方程式：2CO(NH2)2 + 6NO = 2CO2 + 5N2 + 4H2O，1mol尿素完全反应时，转移电子6mol，即数目为6NA个。