Question

（Ⅰ）氮是地球上含量豐富的一種元素，其單質及化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。

（1）一定溫度下，在1L容積恒定的密閉容器中充入2molN₂和8mol H₂并發生反應。10min達平衡，測得氨氣的濃度為0.4mol/L，此時氮氣的轉化率為           。

（2）下圖是1mol NO₂(g)和1molCO(g)反應生成1mol CO₂(g)和1mol NO(g)過程中能量變化示意圖，請寫出該反應的熱化學方程式                                。

（3）NH₃(g)燃燒的方程式4NH₃(g)+7O₂(g)==4NO₂(g)+6H₂O(l)，  

已知：2H₂(g)+O₂(g)==2H₂O(l)△H= -483.6 kJ/mol

N₂(g)+2O₂(g)==2NO₂(g) △H=+67.8 kJ/mol

N₂(g)+3H₂(g)==2NH₃(g) △H=-92.0 kJ/mol

請計算NH₃(g)的燃燒熱                               。

溫度	平衡濃度/ (mol L－1)
c(NH3)	c(CO2)
T1	0.1
T2		0.1

（4）將一定量的氨基甲酸銨固體置于某容積恒定的真空容器中，發生反應：

H₂NCOONH₄(s)2NH₃(g)+CO₂(g) 在不同溫度下，該反應平衡狀態部分數據見右表。下列說法正確的是              

A．若T₂＞T₁，則該反應的ΔH＜0

B．向容器中充入N₂，H₂NCOONH₄質量增加

C．NH₃體積分數不變時，說明該反應達到平衡

D．T₁、T₂時，H₂NCOONH₄轉化的Δn(T₂)=2Δn(T₁)

（Ⅱ）海水資源的利用具有廣闊前景。海水中主要離子的含量如下：

成分	含量/(mg L－1)	成分	含量/(mg L－1)
Cl－	18980	Ca2+	400
Na+	10560	HCO3－	142
SO42－	2560	Br－	64
Mg2+	1272

電滲析法淡化海水示意圖如下圖所示，其中陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過。

（1）陽極主要電極反應式是                 。

（2）在陰極附近產生少量白色沉淀，其成分有     和CaCO₃，生成CaCO₃的離子方程

式是             。

 

（3）淡水的出口為       （填“a”、“b”或“c”）。

 

Answer 1

Ⅰ、（1） 10% （1分）

（2） NO₂(g)+ CO(g) = NO(g) + CO₂(g)  △H = -234KJ/mol（2分）

（3） 282.8kJ/mol（2分）  （4）D（2分）

Ⅱ、（1）（1分）2Cl^—-2e^—=Cl₂↑

（2）（2分）Mg(OH)₂；Ca²⁺+ OH^—+HCO₃^—=CaCO₃↓+H₂O（2分） （3）b（2分）

解析:Ⅰ（1）生成氨氣0.4mol，需要氮氣0.2mol，故轉化率是10％。

（2）由圖可知反應放熱，放出的能量是368kJ/mol－134 kJ/mol＝234 kJ/mol，所以其熱化學方程式為NO₂(g) + CO(g) = NO(g)+ CO₂(g)  △H =-234KJ/mol。

（3）考查蓋斯定律的應用。將已知的3個反應分別設為①②③，則①×3－③×2＋②×2即得到4NH₃(g)+7O₂(g)==4NO₂(g)+6H₂O(l)，即△H＝－1131.2 KJ/mol。所以氨氣的燃燒熱是282.8kJ/mol。

Ⅱ（1）在電解池中陽極失去電子，根據所給的離子可知，陽極是氯離子放電，2Cl^—-2e^—=Cl₂↑。

（2）陰極是水電離出的氫離子放電，由于氫離子放電，破壞了陰極周圍水的電離使OH^－濃度增大，因而會生成氫氧化鎂。又因為OH^－和HCO₃^—結合生成CO₃^2－，進而生成碳酸鈣。

（3）根據裝置的特點可看出海水中的離子通過交換膜向兩端移動，淡水從中間出來，即b口出淡水。