Question

【題目】氮的化合物合成、應用及氮的固定一直是科學研究的熱點。

（1）以與為原料合成化肥尿素的主要反應如下：

①；

②；

③；

則a為_________。

（2）尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝，其反應原理為：

。

若煙氣中時，通入一定量的空氣（體積分數(shù)為），可利用此法達到最佳脫氮效果。則同溫同壓下， _________。

（3）工業(yè)固氮反應中，在其他條件相同時，分別測定的平衡轉化率在不同壓強（、）下隨溫度變化的曲線，如圖所示正確的是_________（填“A”或“B”），、的大小關系為_________（填“>”或“<”或“=”），原因是_________。

A. B.

（4）在一定溫度下，將和混合置于密閉容器中發(fā)生工業(yè)合成氨反應，2分鐘達到平衡狀態(tài)，測得氣體總物質(zhì)的量為。

①NH3表示該反應的平均速率_________。

②已知平衡時，容器壓強為，則平衡常數(shù)_________。（保留2位有效數(shù)字）。

（5）電池在生產(chǎn)生活中有廣泛的應用，有人設想以和為反應物，以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液，可制造出既能提供電能，又能固氮的新型燃料電池，裝置如圖所示.電池正極的電極反應式是_________，A是_________（填化學式）。

Answer 1

【答案】+73.0 1：1 A < 該反應是氣體分子數(shù)減小的反應，溫度相同時，加壓，平衡正向移動，的平衡轉化率增大

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律計算即可；

（2）根據(jù)反應分析得最終需要NO和NO2的體積比為1：1，根據(jù)反應2NO+O2=2NO2也可以計算出需要轉化NO的體積，以及消耗O2的體積，從而算出需要的空氣的體積；

（3）工業(yè)固氮的化學方程式為：，該反應是放熱反應，也是氣體體積減小的反應，據(jù)此分析；

（4）列出反應的三段式分析即可；

（5）N2和H2反應生成NH3，但溶液中含有HCl，故A為NH4Cl；由于N2作氧化劑，發(fā)生還原反應，故左側電極為正極，其電極反應為。

（1）由題知：2×①+②=③，則②=③-2×①，即△H2=△H3-2△H1=(-87kJ·mol-1)-2×(-80kJ·mol-1)=+73kJ·mol-1；

（2）煙氣中，則假設V(NO)=5L，V(NO2)=1L，根據(jù)反應可得NO和NO2 的體積比為1：1，由于2NO+O2=2NO2，故消耗2L NO反應生成2L NO2即可，該反應中消耗O2 1L，即需要空氣5L，則5:5=1:1；

（3）工業(yè)固氮的化學方程式為：，該反應是放熱反應，則壓強不變時，隨著溫度的升高，平衡逆向移動，則N2的平衡轉化率降低，故選A；溫度相同時，由于該反應是氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，N2的平衡轉化率升高，故p1<p2；

（4）設達到平衡時，N2的轉化的量為x mol，則

，(1-x)+(3-3x)+2x=2.8，解得x=0.6，即

，

①v(NH3)==0.3mol/(L·min)；

②根據(jù)PV=nRT可知，氣體的分壓和其物質(zhì)的量成正比，則Kp===0.26(MPa)-2；/span>

（5）N2和H2反應生成NH3，但溶液中含有HCl，故A為NH4Cl；由于N2作氧化劑，發(fā)生還原反應，故左側電極為正極，其電極反應為。