合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下...

合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。

(1)尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。

①以尿素为原料在一定条件下发生反应：

CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6 kJ/mol。关于该反应的下列说法正确的是______(填序号)。

a．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

b．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大

c．降低温度可使尿素的转化率增大

d. 达到平衡后，缩小容器的体积，平衡向逆反应方向移动，达新平衡时NH3的浓度大于原平衡

②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。

已知：

再结合①中的信息，则反应2CO(NH2)2(s)+6NO(g)5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)的△H ＝_______kJ/mol。

③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)，混合气体中NH3的物质的量百分含量随时间变化关系如图所示，氨气的平衡转化率为________________。

(2)NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，恰好反应后，使溶液中的CO2完全逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中离子浓度大小关系是c(Na＋)>______。

(3)用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH－的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示：

上述装置中阳极反应式为________________________，该电解池中的离子交换膜为________(填“阴”或“阳”)离子交换膜。

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合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。

（1）尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。

①CO(NH2)2(s)+H2O(1)⇌2HN3(g)+CO2(g)ΔH=+133.6kJ/mol。关于该反应的下列说法正确的是____________（填序号）。

a.从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大

c.降低温度可使尿素的转化率增大

d.达到平衡后，缩小容器的体积，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时NH3的浓度大于原平衡

②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。

已知：

再结合①中的信息，则反应2CO(NH2)2(s)+6NO(g)⇌5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(1)的ΔH=______kJ/mol。

③密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下应生成尿素：CO2(g)+2NH3(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)，混合气体中NH3的物质的量百分含量随时间变化关系如图所示，氨气的平衡转化率为____________

（2）NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2，已知9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，恰好反应后，使溶液中的C元素全部以CO2形式逸出，所得溶液呈弱碱性，则溶液中离子浓度大小关系是c(Na+)＞_________________________。

（3）用肼燃料电池为电源，通过离子交换膜电解法控制电解液中OH的浓度来制备纳米Cu2O，装置如图所示：

上述装置中阳极反应式为_________________________，该电解池中的离子交换膜为______________（填“阴”或“阳”）离子交换膜。

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研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。

I．污染物SO2、NOx经O2预处理后用CaSO3悬浊液吸收，可减少尾气中SO2、NOx的含量。T℃时，O2氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为：

(1) T℃时，反应3NO(g)+O3(g)3NO2（g）的△H= 　　 　 　 kJ·mol－1。

(2) T℃时，将0.6 mol NO和0.2 molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中，NO的浓度随反应时间的变化如图1所示。

① T℃时，反应3NO(g) +O3 (g) 3NO2 (g)的平衡常数K=　　　　　　　　　 。

② 不能说明反应达到平衡状态的是　　　　　　 （填写字母）。

A．气体颜色不再改变　　　　 B．气体的平均摩尔质量不再改变

C．气体的密度不再改变　　　 D．单位时间内生成O3和NO2物质的量之比为1∶3

II．NO2的二聚体N2O4是火箭中常用氧化剂。完成下列问题：

(3) 如图2所示，A是由导热材料制成的恒容密闭容器，B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2，将各1 molNO2通过K1、K3分别充入真空A、B中，反应起始时A、B的体积相同均为aL（忽略导管中的气体体积）。

① 容器A中到达平衡所需时间ts，达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍，则平均化学反应速率v(NO2)=　　　　　　　 。

② 平衡后在A容器中再充入0.5 mol N2O4，则重新到达平衡后，平衡混合气中NO2的体积分数（填“变大”、“变小”或“不变”）　　　　　　 。

③ 在②平衡后，打开K2，重新到达新平衡，B气囊的体积为0.8aL，则在打开K2之前，气囊B的体积为　　　　 L。

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合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义。

（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下：

①反应Ⅰ为：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是　　　　 mol。

②反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2时，反应的化学方程式是_____。

（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)　 △H＝－41.8 kJ·mol－1

已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　 △H＝－196.6 kJ·mol－1，写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。

①以尿素为原料一定条件下发生反应：CO(NH2)2 (s) + H2O(l)2 NH3(g)+CO2(g)　 △H = +133.6 kJ/mol。该反应的化学平衡常数的表达式K=　　　　　　　　 。关于该反应的下列说法正确的是　　　　 （填序号）。

a．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变

b．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大

c．降低温度使尿素的转化率增大

②密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120 ℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g) +2NH3(g)CO (NH2)2 (s) +H2O(g)，混合气体中NH3的物质的量百分含量[(NH3)]随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率V（正）（CO2）　　　 b点的逆反应速率V（逆）（CO2）（填“＞”、“=”或“＜”）；氨气的平衡转化率是　　　　 。

高二化学简答题极难题查看答案及解析

尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。

（1）恒温恒容下，在某密闭容器中充入CO(NH2)2和H2O，在120℃、催化剂作用下发生反应：CO(NH2)2 (s) + H2O(g)2 NH3(g)+CO2(g)　 △H >0。该反应的化学平衡常数的表达式K=　 　　　　 　　　　 。

关于该反应的下列说法正确的是　　　 　 　　

A．混合气体的平均相对分子质量不再改变，可以作为化学平衡到达的标志

B．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大

C．降低温度使CO(NH2)2的转化率增大

D．达到平衡后，再充入少量H2O，重新达到平衡，H2O的转化率会减小

（2）一定条件下，某密闭容器中充入等物质的量的NH3和CO2，发生反应：CO2(g) +2NH3(g)CO (NH2)2 (s) +H2O(g)，混合气体中NH3的体积分数[φ(NH3)]随时间变化关系如图所示。

则a点的正反应速率V正(CO2)_________ b点的逆反应速率V逆(CO2)(填“>”、“=”或“<”)；氨气的平衡转化率是___________ 。

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氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。

（1）以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下：

①2NH3（g）+CO2（g）＝NH2CO2NH4（s）；ΔH＝-159.47kJ/mol

②NH2CO2NH4（s）＝CO（NH2）2（s）+H2O（g）；ΔH＝akJ/mol

③2NH3（g）+CO2（g）＝CO（NH2）2（s）+H2O（g）；ΔH＝-86.98kJ/mol

则a为_____________。

（2）反应2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（l）+H2O（g）在合成塔中进行。下图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[n（NH3）/n（CO2）]和水碳比[n（H2O）/n（CO2）]投料时二氧化碳转化率的情况。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　 图2　　　　　　　　　　　　　　 图3

①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为：

A.0.6～0.7　　　 B.1～1.1　　　　 C.1.5～1.61

生产中应选用水碳比的数值为_____________（选填序号）。

②生产中氨碳比宜控制在4.0左右，而不是4.5的原因可能是_____________。

（3）尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：

NO+NO2+H2O＝2HNO2

2HNO2+CO（NH2）2＝2N2↑+CO2↑+3H2O。

①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V（NO）∶V（NO2）＝5∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V（空气）∶V（NO）＝________（空气中氧气的体积含量大约为20%）。

②图2是尿素含量对脱氮效率的影响，从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为________%。

（4）图3表示使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式_____________。生产中可分离出的物质A的化学式为_____________。

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Ⅰ．尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH3、CO2为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：

第一步：2NH3(g)＋CO2(g)===H2NCOONH4(s)　　 ΔH=－272kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　　 ΔH=＋138kJ·mol－1

（1）写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式：_________________________

（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：

已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。

（3）电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时，阳极的电极反应式为________________________________。

Ⅱ．用焦炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s ) N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

①A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)_______Kc(B) （填 “﹥”、“<”或“﹦”）。

②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______（Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

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Ⅰ．尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥，工业上以NH3、CO2为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：

第一步：2NH3(g)＋CO2(g)===H2NCOONH4(s)　　 ΔH=－272kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　　 ΔH=＋138kJ·mol－1

（1）写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式：_________________________

（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：

已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。

（3）电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时，阳极的电极反应式为________________________________。

Ⅱ．用焦炭还原NO2的反应为：2NO2(g)+2C(s ) N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：

①A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)_______Kc(B) （填 “﹥”、“<”或“﹦”）。

②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______（Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。

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（原创）NH3是一种重要的化工产品，可用于生产尿素 [CO(NH2)2]、处理烟气等。

Ⅰ．工业上合成尿素的反应：

2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2 (l) ＋ H2O (g)　　 ΔH

（1） 已知合成尿素的反应分两步进行：

2NH3(g)＋CO2(g)NH2COONH4(s)　　 ΔH1

NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)＋ H2O (g) ΔH2

其能量变化曲线如图1所示，则△H、△H1和△H2由小到大的顺序为__________。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

（2） 某实验小组为了模拟工业上合成尿素，在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应：2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2 (l) ＋ H2O (g) ，反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图2所示。

①A点的逆反应速率v逆(CO2)______B点的正反应速率v正(CO2)。 (填“>”、“<”或“=”)

②下列能说明该反应达到平衡状态的是________________(填代号)。

a． NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1　　　　　　 b．体系的压强保持不变

c．单位时间内消耗1mol CO2同时生成2mol NH3　　　 d．2v正(NH3) =v逆(H2O)

③对于有气体参与的反应，平衡常数Kp可用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B)。实验测得体系平衡时的压强为10MPa，列式计算该反应的平衡常数Kp=_______　　　　　　　　 （提示：写出Kp的表达式再代入数据进行计算，分压=总压×体积分数）。

④L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。右图表示L一定时，该反应CO2 (g)的平衡转化率随X的变化关系。

X代表的物理量为__________。判断L1、L2的大小关系，并简述理由：　　　　　　　　 。

Ⅱ．烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放：

（3）下图是一种用NH3脱除烟气中 NO的原理。该脱硝反应中，氧化剂是 　　　　 (填化学式) 。

（4）利用反应8NH3+6NO2═7N2+12H2O构成原电池，也能消除烟气的排放，同时还能充分利用化学能，装置如图所示。则电极b为______极；a电极的电极反应式为　　　　　　 。

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氮的化合物应用广泛，但氮氧化物是重要的空气污染物，应降低其排放。

（1）用CO2和NH3可合成氮肥尿素[CO(NH2)2]

已知：①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4 (s)　　 △H=-151.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H=+120.5 kJ·mol-1

③H2O(l)=H2O(g)　　 △H=+44 kJ·mol-1

用CO2和NH3合成尿素（副产物是液态水）的热化学方程式为______________________

（2）工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　 △H，在温度为T1和T2时，分别将0.40molCH4和0.9molNO2充入体积为1L的密闭容器中，n（CH4）随反应时间的变化如图所示：

①根据图判断该反应的△H______0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②温度为T1时，0～10min内NO2的平均反应速率v（NO2）=__________，反应的平衡常数K=_________ 。

③该反应达到平衡后，为在提高反应速率同时提高NO2的转化率，可采取的措施有______（填标号）。

A．改用高效催化剂　 B．增加CH4的浓度　 C．缩小容器的体积　　 D．升高温度

（3）利用原电池反应可实现NO2的无害化，总反应为6NO2+8NH3=7N2+12H2O，电解质溶液为HCl溶液，工作一段时间后，负极的电极反应式为________________。

（4）氮的一种氢化物HN3，其水溶液酸性与醋酸相似，则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________；常温下，将amol/L的Ba(OH) 2 与bmol/L的HN3溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+)=c（N3-），则该溶液中c(HN3)=_________ mol/L。

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