Question

【題目】含氮物質等被廣泛應用于化工、輕工、化肥、制藥、合成纖維、塑料等行業(yè)中，是最重要的化工產(chǎn)品之一。

（一）發(fā)射衛(wèi)星時可用N2H4為燃料，若用氟作氧化劑，已知：

則N2H4與F2反應的熱化學方程式為：________。

（二）汽車尾氣凈化反應：△H

（1）該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如圖：

反應在t2時達平衡，在t1時改變了某種條件，改變的條件不可能是________。

A. 升溫 B. 加壓

C. 使用催化劑 D. 增大NO的濃度

（2）某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率及CO2的體積分數(shù)變化圖如下：

下列說法正確的是________。

A. 由圖乙可得△H<0，反應低溫自發(fā)

B. 為達到NO轉化為N2的最佳轉化率，應該選擇的溫度為900K，n(NO)/n(CO)=1

C. 圖甲中對應的a點一定處于平衡狀態(tài)

D. 圖丙中X、Y、Z三點，CO的轉化率由大到小的關系為Z>Y>X

（3）向初始體積為4.5L的密閉容器中通入3molNO、1.5molCO，在恒壓條件下發(fā)生反應：，平衡體系中NO的物質的量變化見下表。此溫度下，該反應的平衡常數(shù)K=________。

（三）尿素被廣泛用作氮肥。

（1）在恒容的密閉容器中，發(fā)生反應。測得H2O的平衡轉化率隨溫度的變化關系如圖所示，已知T4時達平衡所需時間為t。請在圖中畫出反應經(jīng)相同時間t時，H2O的轉化率隨溫度變化的曲線。______________

（2）工業(yè)上可通過電解的方法處理尿素的堿性溶液，產(chǎn)物中無污染物，試寫出電解時陽極的電極反應式________。

Answer 1

【答案】N2H4(g)+2F2(g)＝N2(g)+4HF(g) △H=-1126kJ/mol CD ABD CO(NH2)2＋8OH--6e-＝CO32-＋N2↑＋6H2O

【解析】

（一）已知：①

②

③

根據(jù)蓋斯定律，由①+②×4-③得反應N2H4(g)+2F2(g)＝N2(g)+4HF(g) △H=△H1 +4△H2 -△H 3=-1126kJ/mol，則N2H4與F2反應的熱化學方程式為：N2H4(g)+2F2(g)＝N2(g)+4HF(g) △H=-1126kJ/mol；

（二）（1）A．升溫，正、逆反應速率突然增大，隨著反應的進行，生成物的濃度增大，逆反應速率增大，最后不變，選項A正確；

B．增大壓強，正、逆反應速率突然增大，隨著反應的進行，生成物的濃度增大，逆反應速率增大，最后不變，選項B正確；

C．使用催化劑，正、逆反應速率突然同等程度增大，但平衡不移動，選項D錯誤；

D．增大NO的濃度，正反應速率突然增大，逆反應速率瞬間不變，選項D錯誤；

答案選CD；

（1）A、從圖中可看出，NO的分解轉化率隨溫度的升高而降低，可見正反應為放熱反應，△H<0，反應為熵減的反應，△S<0，根據(jù)△G=△H-T△S <0，則反應低溫自發(fā)，選項A正確；

B、讀圖可知，相同溫度下，n(NO)/n(CO)越大，NO的轉化率越��；投料比最小時，溫度越高，NO轉化率越大，但是900K 時NO轉化率已經(jīng)接近100%，再升高溫度，需要消耗更多的能量，NO轉化率卻增加不大，得不償失，因此最佳溫度和投料比分別為900K、n(NO) /n(CO)=1，選項B正確；

C、反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，NO的轉化率降低，而圖甲中對應的a點前面各點NO還在升高，則不一定達平衡狀態(tài)，選項C錯誤；

D、根據(jù)二氧化碳的體積分數(shù)可知，圖丙中X、Y、Z三點，CO的轉化率由大到小的關系為Z>Y>X，選項D正確；

（3）根據(jù)三段式可知，，

開始時的量（mol） 3 1.5 0 0

改變的量（mol） 1 1 0.5 1

平衡時的量（mol） 2 0.5 0.5 1

該反應的平衡常數(shù)K==；

（三）（1）反應經(jīng)相同時間t時，H2O的轉化率隨溫度變化的曲線如圖：；

（2）工業(yè)上可通過電解的方法處理尿素的堿性溶液，產(chǎn)物中無污染物，電解時陽極上尿素在堿性條件下失電子產(chǎn)生氮氣、碳酸根離子和水，反應的電極反應式為CO(NH2)2＋8OH--6e-＝CO32-＋N2↑＋6H2O。