Question

【題目】合理應用和處理氮的化合物，在生產生活中有重要意義．
（1）尿素[CO（NH2）2]是一種高效化肥，也是一種化工原料．
①以尿素為原料在一定條件下發生反應：CO（NH2）2 （s）+H2O（l）2NH3（g）+CO2（g）△H=+133.6kJ/mol．該反應的化學平衡常數的表達式K= ． 關于該反應的下列說法正確的是（填序號）．
a．從反應開始到平衡時容器中混合氣體的平均相對分子質量保持不變
b．在平衡體系中增加水的用量可使該反應的平衡常數增大
c．降低溫度使尿素的轉化率增大
②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮氣．
已知：
結合①中信息，尿素還原NO（g）的熱化學方程式是 ．
③密閉容器中以等物質的量的NH3和CO2為原料，在120℃、催化劑作用下反應生成尿素：CO2（g）+2NH3（g）═CO （NH2）2 （s）+H2O（g），混合氣體中NH3的物質的量百分含量[φ（NH3）]隨時間變化關系如圖2所示
則a點的正反應速率v正（CO2）b點的逆反應速率v（逆）（CO2）（填“＞”、“=”或“＜”）；氨氣的平衡轉化率是 ．
（2）NO2會污染環境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2 ． 已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反應時轉移電子0.1mol，此反應的離子方程式是；恰好反應后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱堿性，則溶液中存在的所有離子濃度大小關系是c（Na+）＞ ．

Answer 1

【答案】
（1）c2（NH3）?c（CO2）,a,2CO（NH2）2（s）+6NO（g）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1804.7KJ/mol,＞,0.75
（2）2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2,c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）
【解析】解：（1）①化學平衡常數是指：一定溫度下，可逆反應到達平衡時，生成物的濃度系數次冪之積與反應物的濃度系數次冪之積的比，固體、純液體不需要在化學平衡常數中寫出，CO（NH2）2 （s）+H2O（l）2NH3（g）+CO2（g）平衡常數K=c2（NH3）c（CO2）；

a．混合氣體中只有氨氣、二氧化碳，二者物質的量之比為定值2：1，平均相對分子質量不變，故a正確；

b．平衡常數只受溫度影響，溫度不變，平衡常數不變，增加水的用量不影響平衡常數，故b錯誤；

c．正反應為吸熱反應，降低溫度平衡逆向移動，尿素的轉化率減小，故c錯誤，

所以答案是：c2（NH3）c（CO2）；a；

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮氣，反應方程式為：2 CO（NH2）2（s）+6 NO（g）=5 N2（g）+2CO2（g）+4 H2O（l），

已知：①CO（NH2）2 （s）+H2O（l）2NH3（g）+CO2（g）△H=+133.6kJ/mol，

由圖可得熱化學方程式：②4NH3（g）+6 NO（g）=5 N2（g）+6H2O（l）△H=﹣2071.9 kJ/mol，

根據蓋斯定律，①×2+②可得：2CO（NH2）2（s）+6NO（g）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1804.7KJ/mol，

所以答案是：2CO（NH2）2（s）+6NO（g）=5N2（g）+2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1804.7KJ/mol；

③氨氣的體積分數從50%變化為20%后體積分數保持不變，說明b點反應達到平衡狀態，a點氨氣體積百分含量大于b的氨氣體積百分含量，說明反應正向進行達到平衡狀態，a點的正反應速率大于b點的正反應速率，故v正（CO2）＞v逆（CO2）；

設NH3和CO2的起始物質的量為1mol，平衡時氨氣轉化率為x，則：

	CO2（g）+	2NH3（g）CO （NH2）2 （s）+	H2O（g）
起始（mol）	1	1	0
轉化（mol）	0.5x	x	0.5x
平衡（mol）	1﹣0.5x	1﹣x	0.5x

氨氣的體積分數= =20%，解得x=75%，

所以答案是：＞；75%；（2）9.2gNO2的物質的量= =0.2mol，Na2CO3溶液完全反應生成CO2時轉移電子0.1mol，反應中只有N元素化合價變化，則N的化合價分別由+4價變化為+5價和+3價，反應的離子方程式為：2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2，在堿性溶液中應生成NaNO3和NaNO2，二者濃度相等，NO2﹣水解溶液呈堿性，所得溶液中的離子濃度大小關系為c（Na+）＞c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+），

所以答案是：2NO2+CO32﹣=NO3﹣+NO2﹣+CO2；c（NO3﹣）＞c（NO2﹣）＞c（OH﹣）＞c（H+）．

【考點精析】根據題目的已知條件，利用化學平衡的計算的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．