Question

（Ⅰ）氮是地球上含量豐富的一種元素，其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、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2mol N₂和8mol H₂并發(fā)生反應(yīng)．10min達(dá)平衡，測得氨氣的濃度為0.4mol/L，此時氮氣的轉(zhuǎn)化率為

 

．
（2）如圖是1mol NO₂（g）和1mol CO（g）反應(yīng)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(yīng)的熱化學(xué)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=-483.6kJ/mol
N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.8kJ/mol
N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.0kJ/mol
請計算NH₃（g）的燃燒熱

 

．
（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(fā)生反應(yīng)：
H₂NCOONH₄（s）?2NH₃（g）+CO₂（g）在不同溫度下，該反應(yīng)平衡狀態(tài)部分?jǐn)?shù)據(jù)見表．下列說法正確的是

 

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

A．若T₂＞T₁，則該反應(yīng)的△H＜0
B．向容器中充入N₂，H₂NCOONH₄質(zhì)量增加
C．NH₃體積分?jǐn)?shù)不變時，說明該反應(yīng)達(dá)到平衡
D．T₁、T₂時，H₂NCOONH₄轉(zhuǎn)化的△n（T₂）=2△n（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(yīng)式是

 

．
（2）在陰極附近產(chǎn)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

考點：化學(xué)平衡的影響因素,用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計算,電解原理

專題：基本概念與基本理論

分析：Ⅰ．（1）根據(jù)起始和轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量進(jìn)行計算；
（2）根據(jù)圖示計算出反應(yīng)熱；
（3）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計算；
（4）根據(jù)化學(xué)平衡的特征進(jìn)行判斷；
Ⅱ．依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過．所以陽極上是陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的氯離子失電子生成氯氣；陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極附近氫氧根離子濃度增大，和鎂離子生成氫氧化鎂沉淀；海水中含有碳酸氫根離子、鈣離子，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子與鈣離子生成白色沉淀碳酸鈣；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，所以水在b處流出．

解答： 解：Ⅰ．起始：n（氮氣）=2mol，平衡時：n（氨氣）=0.4mol/L×1L=0.4mol，則轉(zhuǎn)化的氮氣的物質(zhì)的量為：0.4mol÷2=0.2mol，故氮氣的轉(zhuǎn)化率為：

0.2mol

2mol

×100%=10%，
故答案為：10%；
（2）△H=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，故該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol，
故答案為：NO₂（g）+CO（g）=NO（g）+CO₂（g）△H=-234KJ/mol；
（3）NH₃（g）燃燒的方程式為4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（l），已知：
Ⅰ、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）△H=-483.6kJ/mol
Ⅱ、N₂（g）+2O₂（g）═2NO₂（g）△H=+67.8kJ/mol
Ⅲ、N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=-92.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，Ⅱ×2-Ⅲ×2+Ⅰ×3得：4NH₃（g）+7O₂（g）═4NO₂（g）+6H₂O（l），△H=2×67.8kJ/mol-2×（-92.0kJ/mol）+3×（-483.6kJ/mol）=-1131.2kJ/mol，故氨氣的燃燒熱為

1131.2kJ/mol

4

=282.8kJ/mol，
故答案為：282.8kJ/mol；
（4）A．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故平衡時，氨氣的濃度n（T₁）=0.1mol L^-1，n（T₂）=0.2mol L^-1，升高溫度，氨氣的濃度增大，平衡正向移動，說明正反應(yīng)是放熱，△H＞0，故A錯誤；
B．恒容，加入氮氣，對平衡不產(chǎn)生影響，故B錯誤；
C．氨氣與二氧化碳的體積比是定值，故C錯誤；
D．物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，故平衡時，氨氣的濃度n（T₁）=0.1mol L^-1，n（T₂）=0.2mol L^-1，故H₂NCOONH₄轉(zhuǎn)化的△n（T₂）=2△n（T₁），故D正確，
故答案為：D；
Ⅱ．依據(jù)電滲析法淡化海水示意圖分析，陰（陽）離子交換膜僅允許陰（陽）離子通過．所以陽極上是陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，海水中的氯離子失電子生成氯氣；陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極附近氫氧根離子濃度增大，和鎂離子生成氫氧化鎂沉淀；海水中含有碳酸氫根離子、鈣離子，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子與鈣離子生成白色沉淀碳酸鈣；在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，所以水在b處流出．
（1）陽極主要電極反應(yīng)式是海水中的陰離子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氯離子放電能力大于氫氧根離子，所以電極反應(yīng)為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑，
故答案為：2Cl^--2e^-=Cl₂↑；
（2）在陰極附近產(chǎn)生少量白色沉淀，陰極是氫離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，陰極附近氫氧根離子濃度增大，和鎂離子生成氫氧化鎂沉淀；海水中含有碳酸氫根離子、鈣離子，氫氧根離子和碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子與鈣離子生成白色沉淀碳酸鈣；生成碳酸鈣沉淀的離子方程式為：Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Mg（OH）₂，Ca²⁺+OH^-+HCO₃^-=CaCO₃↓+H₂O；
（3）在電滲析法淡化海水示意圖中陰離子移向陽極，陽離子移向陰極，通過一段時間海水中的陰陽離子在兩個電極放電，所以水在b處流出，故答案為：b．

點評：本題主要考查了化學(xué)平衡的有關(guān)計算、化學(xué)平衡影響因素、反應(yīng)熱的計算以及海水淡化的電滲析原理，綜合性較強(qiáng)，難度很大．