Question

【題目】氮及其化合物在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

（1）根據(jù)最新“人工固氮”的研究報(bào)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(fā)生反應(yīng)：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(dāng)該反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時(shí)，欲使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)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(yīng)的溫度

（2）①用氨氣制取尿素[CO(NH2)]的反應(yīng)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(yīng)進(jìn)行到40s時(shí)，達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。下圖中的曲線表示在前25s內(nèi)NH3的濃度隨時(shí)間的變化。如果保持其他條件不變的情況下使用催化劑，請(qǐng)?jiān)谙聢D中用實(shí)線畫出c(NH3)隨時(shí)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(shí)v正______v逆（填“>”、“=”或“<”）

（3）疊氮酸鈉(NaN3)常用于汽車安全氣囊中，工業(yè) 生產(chǎn)NaN3主要是在175℃時(shí)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(zhì)，請(qǐng)寫出上述過程的化學(xué)方程式_______________________。

（4）羥胺NH2OH可以看作是NH3分子內(nèi)的一個(gè)氫原子被羥基取代的衍生物。以硝酸、硫酸水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解，在汞電極上NO3-可轉(zhuǎn)化為NH2OH，以鉑為另一極，則該電解反應(yīng)的總化學(xué)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(yīng)方向移動(dòng)且反應(yīng)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(dòng)，故A不符合； B．向平衡混合物中充入O2，增大反應(yīng)物的濃度平衡正向進(jìn)行，反應(yīng)速率增大，故B符合；C．改變反應(yīng)的催化劑，對(duì)平衡無影響，平衡不動(dòng)，故C不符合；D．降低反應(yīng)的溫度，反應(yīng)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(yīng)進(jìn)行到40s時(shí)，達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)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(huì)改變化學(xué)平衡移動(dòng)，但是會(huì)加快反應(yīng)速率，得到c（NH3）隨時(shí)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(shí)Qc=＜K==0.25，所以平衡會(huì)正向移動(dòng)，v正＞v逆。（3）在175℃時(shí)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(zhì)，NaNO3+3NaNH2=NaN3+3NaOH+NH3；（3）在汞電極上NO3-可轉(zhuǎn)化為NH2OH，該電極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，為陰極，則Pt是陽(yáng)極，水失電子生成氧氣和氫離子，陰極反應(yīng)式為NO3－+6e－+7H＋=NH2OH+2H2O、陽(yáng)極反應(yīng)式為2H2O-4e－=O2↑+4H＋，總反應(yīng)為：2HNO3+2H2O2NH2OH + 3O2↑。