Question

【題目】氮及其化合物在生活和生產中應用廣泛。

（1）根據最新“人工固氮”的研究報道，在常溫、常壓、光照條件下，N2在催化劑（摻有少量Fe2O3和TiO2）表面與水發生反應：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，則4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) H =_____kJ·mol-1。在恒溫恒容密閉容器中，當該反應處于平衡狀態時，欲使平衡向正反應方向移動且反應速率加快，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．采用更好的催化劑 D．降低反應的溫度

（2）①用氨氣制取尿素[CO(NH2)]的反應為：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)△H＜0，某溫度下，向容器為1L的密閉容器中通入4 mol NH3和2molCO2，該反應進行到40s時，達到平衡，此時CO2的轉化率為50%。下圖中的曲線表示在前25s內NH3的濃度隨時間的變化。如果保持其他條件不變的情況下使用催化劑，請在下圖中用實線畫出c(NH3)隨時間的變化曲線。_______________。

② 若保持溫度和容器體積不變，向平衡體系中再通入2molNH3和2molH2O，此時v正______v逆（填“>”、“=”或“<”）

（3）疊氮酸鈉(NaN3)常用于汽車安全氣囊中，工業 生產NaN3主要是在175℃時把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中，此外還生成兩種常見的堿性物質，請寫出上述過程的化學方程式_______________________。

（4）羥胺NH2OH可以看作是NH3分子內的一個氫原子被羥基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作電解質進行電解，在汞電極上NO3-可轉化為NH2OH，以鉑為另一極，則該電解反應的總化學方程式_______。

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；欲使平衡向正反應方向移動且反應速率加快，A．向平衡混合物中充入Ar，容器中總壓增加，分壓不變，平衡不動，故A不符合； B．向平衡混合物中充入O2，增大反應物的濃度平衡正向進行，反應速率增大，故B符合；C．改變反應的催化劑，對平衡無影響，平衡不動，故C不符合；D．降低反應的溫度，反應速率減小，故D不符合；故選B；

（2）①1L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2，該反應進行到40s時，達到平衡，此時CO2的轉化率為50%．

2NH3（g）+CO2（g）=CO(NH2)2（s）+H2O（g）

初始濃度： 4 2 0 0

變化濃度： 2 1 1 1

平衡濃度： 2 1 1 1

加入催化劑，不會改變化學平衡移動，但是會加快反應速率，得到c（NH3）隨時間的變化曲線如下圖所示：

②若保持其他條件不變，向平衡體系中再通入2molNH3和2molH2O，此時Qc=＜K==0.25，所以平衡會正向移動，v正＞v逆。（3）在175℃時把NaNO3粉末加到熔化的NaNH2中，此外還生成兩種常見的堿性物質，NaNO3+3NaNH2=NaN3+3NaOH+NH3；（3）在汞電極上NO3-可轉化為NH2OH，該電極上得到電子發生還原反應，為陰極，則Pt是陽極，水失電子生成氧氣和氫離子，陰極反應式為NO3－+6e－+7H＋=NH2OH+2H2O、陽極反應式為2H2O-4e－=O2↑+4H＋，總反應為：2HNO3+2H2O2NH2OH + 3O2↑。