综合题12.0分
化学

22.2015年九月末爆发的德国大众柴油车尾气排放作弊事件引起了公众的关注。柴油车尾气中常含有大量氮氧化物,通常会采用喷射尿素溶液的方法,将有毒的氮氧化物还原成无污染的物质。大众选择了一种违规做法,即在客户平时用车时不开启喷射尿素的尾气后处理系统,而是通过软件让这一系统只在尾气排放检测时启动

Ⅰ、通过NOx传感器可监测空气的NOx的含量,其工作原理图如下图,写出NiO电极的电极反应式_________________;

Ⅱ、以CO2与NH3为原料可合成尿素。已知:

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s)+l59.5kJ•mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)-116.5kJ•mol-1

③H2O(l)=H2O(g)-44.0kJ•mol-1

(1)写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式___________;

(2)恒温下将0.8molNH3和0.4molCO2放入容积为4L的密闭容器中,反应生成NH2CO2NH4(s),t1时达到平衡。则平衡时CO2的转化率是_______________。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到2L。请画出t1后c(CO2)随时间t变化曲线(t2达到新的平衡)。

Ⅲ、尿素在一定温度下可分解生成NH3,NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染。已知:反应a:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) 反应b:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 反应c: 4NH3(g)+6NO2(g)5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l) 

(1)相同条件下,反应a在2L密闭容器内,选用不同的催化剂,反应产物N2的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是________________。

A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)

B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数

C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已经达到平衡

D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明反应已经达到平衡 

(2)一定条件下,反应II达到平衡时体系中n(NO):n(O2):n(NO2)=2:1:2.在其它条件不变时,再充入NO2气体,NO2体积分数_____(填“变大”、“变小”或“不变”);

(3)恒温恒容容器中,反应c达到平衡;若起始投料相同,起始温度和压强相同,若反应在恒温恒压容器中进行,则NH3的转化率将_____________(填“变大”、“变小”或“不变”)。

正确答案及相关解析

正确答案

(2)75%  ;

Ⅲ、(1)AD  (2)变大    (3)变大

解析

I NiO 电极上NO失去电子生成NO2为负极,发生氧化反应,NiO 电极的电极反应式:NO-2e-+O2-=NO2

II(1)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。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)△H=-87.0KJ/mol;

(2)在恒温下将0.4mol NH3和0.2mol CO2放入容积为2L的密闭容器中,达到平衡时,  2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2CO2NH4(s)

起始量(mol/L)  0.2       0.1           0

变化量(mol/L) 0.15       0.075

平衡量(mol/L) 0.05        0.025

进而可以求出转化率=0.15/0.2=75%;t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图所示。若其他条件不变,t

考查方向

考查了原电池电极反应的书写、题考查了化学平衡影响因素分析判断、平衡常数的应用、反应速率计算、平衡状态的判断等,侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力。

解题思路

I NiO 电极上NO失去电子生成NO2为负极,发生氧化反应,NiO 电极的电极反应式:NO-2e-+O2-=NO2

II(1)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。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)△H=-87.0KJ/mol;

(2)在恒温下将0.4mol NH3和0.2mol CO2放入容积为2L的密闭容器中,达到平衡时, 

2NH3(g)+CO2(g)⇌NH2CO2NH4(s)

起始量(mol/L)  0.2       0.1           0

变化量(mol/L) 0.15       0.075

平衡量(mol/L) 0.05        0.025

进而可以求出转化率;t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图所示。若其他条件不

易错点

不能准确判断电极材料致错、不能熟练应用盖斯定律致错,没有理解化学平衡的本质特点致错。

知识点

常见金属的活动性顺序及其应用