Question

【题目】目前，人们对环境保护、新能源开发很重视。

(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，能使有毒气体转化为无毒气体：4CO(g)+2N02(g)C02(g)+N2(g)，恒温恒容条件下，能够说明该反应已达到平衡状态的是_____填字母）；

A．容器内混合气体颜色不再变化

B．容器内的压强保持不变

C. 2v逆(NO2)＝v正(N2)

D．容器内混合气体密度保持不变

(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H。在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下：

时间/min	0	10	20	30	40	50
浓度/mol·L-1
NO	1.0	0.58	0.40	0.40	0.48	0.48
N2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36
CO2	0	0.21	0.30	0.30	0.36	0.36

①根据图表数据分析Tl℃时，该反应在0～20 min的平均反应速率v(C02）=___；计算该反应的平衡常数K=____。(保留两位有效数字)

②根据上表数据判断，由30 min到40 min时改变的条件可能是（任写一种)_____。

(3)以CO2span>与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-l59.5kJ/mol

②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ/mol

③H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ/mol

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式____。

(4)科学家利用原电池原理，在酸性溶液中将N02转化为HN03，则该转化的负极电极方程式为____。

Answer 1

【答案】A B 0.015 mol·L－1·min－10.56通入一定量NO（或适当缩小容器体积或充入一定量1∶1的氮气和二氧化碳）2NH3(g)+CO2(g)＝CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH＝–87.0 kJ·mol－1NO2－e－+H2O＝NO3－+2H+

【解析】

（1）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。则

A．容器内混合气体颜色不再变化说明NO2浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，A正确；

B．正反应体积减小，则容器内的压强保持不变，说明反应达到平衡状态，B正确；

C. 2v逆(NO2)＝v正(N2)时不满足反应速率之比是化学计量数之比，没有达到平衡状态，C错误；

D．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，容器内混合气体密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，D错误。

答案选AB。

（2）①0～20min内，CO2的平均反应速率v（CO2）＝0.3mol/L÷20min＝0.015molL-1min-1；反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)的平衡浓度c（N2）＝0.3mol/L、c（CO2）＝0.3mol/L、c（NO）＝0.4mol/L，因此反应的平衡常数K＝c(N2)×c(CO2)/c2(NO)＝0.3×0.3/0.42＝0.56；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，依据图表数据分析，平衡状态物质浓度增大，依据平衡常数计算K＝c(N2)×c(CO2)/c2(NO)＝0.36×0.36/0.482＝0.56，平衡常数随温度变化，平衡常数不变说明改变的条件一定不是温度；依据数据分析，氮气浓度增大，二氧化碳和一氧化氮浓度增大，反应前后气体体积不变，所以改变的条件可能是通入一定量NO或适当缩小容器体积或充入一定量1∶1的氮气和二氧化碳；

（3）①2NH3（g）+CO2（g）=NH2CO2NH4（s）△H=-l59.5kJ/mol

②NH2CO2NH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（g）△H=+116.5kJ/mol

③H2O（l）=H2O（g）△H=+44.0kJ/mol

依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②-③得到CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式为2NH3(g)+CO2(g)＝CO(NH2)2(s)+H2O(l)ΔH＝–87.0 kJ·mol－1；

（4）利用原电池原理，在酸性溶液中将N02转化为HN03，负极发生失去电子的氧化反应，则该转化的负极电极方程式为NO2－e－+H2O＝NO3－+2H+。