Question

【題目】尿素是最簡單的有機(jī)化合物之一，是哺乳動(dòng)物和某些魚類體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝分解的主要含氮終產(chǎn)物。

(1)尿素[(NH2)2CO]是含氮量最高的固體氮肥，其理論含氮量為________%（保留 1 位小數(shù)），尿素中 N 的化合價(jià)為________.

(2)二氧化碳、氨在高溫、高壓下合成氨基甲酸銨，氨基甲酸銨再發(fā)生分解反應(yīng)可得到尿素。寫出該分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________。

(3)可用酸性(NH2)2CO 水溶液吸收氮氧化物 NOx。吸收過程中存在 HNO2 與(NH2)2CO 生成 N2 和CO2 的反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________ 當(dāng)生成 1 mol N2 時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 __________ .

(4)也可用水吸收氮氧化物 NOx，已知 NO2 溶于水的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下：

2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） △H=116.1 kJ·mol1

3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g） △H=136.2kJ·mol1。

則用稀硝酸吸收NO的反應(yīng)HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l）=3HNO2（aq）△H=___kJ·mol1

Answer 1

【答案】46.7% －3 NH2-COONH4 = (NH2)2CO+H2O 2HNO2+(NH2)2CO = 2N2↑+ CO2↑+3H2O 3NA 75.9

【解析】

(1)尿素[(NH2)2CO]的理論含氮量就是尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，尿素結(jié)構(gòu)式為，由圖可知，每個(gè)N原子形成三個(gè)極性共價(jià)鍵，N的非金屬性強(qiáng)于C、H，電子對(duì)偏向氮原子，N為-3價(jià)。

(2) 由有機(jī)物的命名規(guī)則及官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)可寫出氨基甲酸銨的化學(xué)式為： H2N-COONH4，再根據(jù)生成物有尿素，利用質(zhì)量守恒定律寫出反應(yīng)方程式。

(3)反應(yīng)物為 HNO2 與(NH2)2CO ，生成物有 N2 和CO2 ，利用質(zhì)量守恒和得失電子守恒書寫方程式；根據(jù)電子轉(zhuǎn)移數(shù)目計(jì)算當(dāng)生成 1 mol N2 時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。

(4)由蓋斯定律得出目標(biāo)反應(yīng)的焓變。

(1)CO(NH2)2 中氮元素的百分含量為： 2×14/(12+16+28+4)=0.467 這是理論上的數(shù)值,一般會(huì)低于 46.7%的, 因?yàn)闀?huì)有雜質(zhì)；尿素的結(jié)構(gòu)簡式為 H2N-CO-NH2,由化合價(jià)規(guī)則知碳與氮連時(shí)氮為負(fù)價(jià)，氧與碳連時(shí)氧為負(fù)價(jià)，氮與氫連時(shí)氮為負(fù)價(jià)，CO(NH2)2 中 C 是＋4 價(jià)，O 是－2價(jià)，H 是＋1 價(jià)，N 是-3 價(jià)。答案為：46.7% ；－3。

(2)由有機(jī)物的命名規(guī)則及官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)知，氨基甲酸銨是 H2N-COONH4，由物質(zhì)守恒知發(fā)生分解反應(yīng)得到尿素和水 H2N-COONH4 = (NH2)2CO+H2O 。答案為：NH2-COONH4 = (NH2)2CO+H2O。

(3) 明確各元素的化合價(jià)是解決這個(gè)小題的前提，由得失電子守恒與物質(zhì)守恒可配平反應(yīng)式 2HNO2+(NH2)2CO = 2N2+ CO2 +3H2O，并得出生成 1 mol N2 時(shí)，轉(zhuǎn)移的電子為 3mol。答案為：2HNO2+(NH2)2CO = 2N2↑+ CO2↑+3H2O；3NA 。

(4)由蓋斯定律知可用已知： 3×反應(yīng)1減去2×反應(yīng)2 即可得目標(biāo)反應(yīng) ，故△ H=3×（116.1 kJ·mol1) 2×(136.2kJ·mol1) =75.9 kJ·mol1。答案為：75.9。