Question

【題目】NO2是形成霧霾天氣的原因之一。

（1）重型車輛常在排氣管內噴淋尿素［CO(NH2)2］溶液，使NO2轉化為無污染物質。采用“噴淋”的目的是 ，反應的活化能 （選填“增大”“減小”“不變”），寫出該反應的化學方程式： 。【已知：CO(NH2)2中N呈－3價】

（2）以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素。已知：

①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s) =CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－160.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1

寫出CO2與NH3合成尿素和氣態水的熱化學反應方程式 。

（3）恒溫下將1.6 mol NH3和0.8 mol CO2放入容積為8 L的恒容密閉容器中，反應生成NH2CO2NH4（s），下列各項能說明反應達到平衡狀態的是 。

a．容器內氣體壓強保持不變 b．CO2與NH3的速率之比為1∶2

c．NH2CO2NH4(s)質量保持不變 d．容器內溫度保持不變

該反應達到平衡時，測得CO2的物質的量濃度為0.05 mol·L-1。則平衡時CO2的轉化率α＝ ；若其他條件不變，移去少量NH2CO2NH4，CO2的轉化率 （選填“增大”“減小”“不變”）。

（4）為減少NO2排放，可將NO2轉化為NO后通入如右圖所示裝置，同時補充氣體物質A使NO全部轉化為NH4NO3，該裝置中總化學反應方程式是 。

Answer 1

【答案】（1）增大接觸面積，加快反應速率（1分）；不變（1分）；

6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋4CO2＋8H2O（2分）；

（2）2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝－276.0 kJ·mol-1（3分）；

（3）ac（2分）；50%（2分）；不變（1分）；

（4）8NO＋2NH3＋7H2O5NH4NO3（3分）；

【解析】

試題分析：（1）采用“噴淋”的目的是增大接觸面積，加快反應速率，沒有使用催化劑，因此反應的活化能不變，該反應的化學方程式為6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋4CO2＋8H2O；

（2）已知：①2NH3(g)＋CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH＝－l59.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s) =CO(NH2)2(s)＋H2O(l) ΔH＝－160.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g) ΔH＝＋44.0 kJ·mol-1

根據蓋斯定律可知①+②+③即得到CO2與NH3合成尿素和氣態水的熱化學反應方程式為2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＝－276.0 kJ·mol-1；

（3）a．正反應體積減小，則容器內氣體壓強保持不變說明反應達到平衡狀態，a正確；b．CO2與NH3的速率之比始終為1∶2，不能據此說明反應達到平衡狀態，b錯誤；c．NH2CO2NH4(s)質量保持不變說明正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，c正確；d．反應在恒溫下進行，則容器內溫度保持不變不能說明反應達到平衡狀態，d錯誤，答案選ac；該反應達到平衡時，測得CO2的物質的量濃度為0.05 mol·L-1，因此消耗CO2的濃度是0.1mol/L－0.05mol/L＝0.05mol/L，所以平衡時CO2的轉化率α＝×100%＝50%；若其他條件不變，移去少量NH2CO2NH4，該物質是固體，所以平衡不移動，CO2的轉化率不變。

（4）陽極NO失去電子轉化為硝酸根，陰極是NO得到電子轉化為銨根離子，由于產生的硝酸根多余銨根，所以需要補充氨氣，所以裝置中總化學反應方程式是8NO＋2NH3＋7H2O5NH4NO3。