Question

（2013•江苏模拟）氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点．

Answer 1

解题思路：（1）依据盖斯定律和热化学方程式计算得到；

（2）①依据反应转化率的大小分析，结合图象分析判断；

②氨气量增大对二氧化碳的转化率增加不大；

（3）①

②依据图象分析，尿素浓度到一定大小，脱氮效率变化不大；

（4）原电池正极发生还原反应，依据装置图分析判断分离出氯化铵；

（1）①2NH₃（g）+CO₂（g）=NH₂CO₂NH₄（s）；△H=-159.47kJ•mol^-1

②NH₂CO₂NH₄（s）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）；△H=a kJ•mol^-1

③2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）；△H=-86.98kJ•mol^-1

依据热化学方程式和盖斯定律①+②=③，得到-159.47KJ/mol+a=-86.98KJ/mol

a=+72.49KJ/mol；

故答案为：+72.49；

（2）①氨碳比相同时曲线Ⅰ二氧化碳的转化率大，所以生产中选用水碳比的数值为A；

故答案为：A；

②氨碳比在4.5时，需要氨气较多，但依据图象分析二氧化碳转化率增大不多，工业合成氨生成工艺较复杂，提高生产成本；

故答案为：氨碳比在4.5时，NH₃的量增大较多，而CO₂的转化率增加不大，提高了生产成本；

（3）①当烟气中NO、NO₂按上述反应中系数比时脱氮效果最佳，即1：1，若烟气中V（NO）：V（NO₂）=5：1时，设通入空气中氧气体积为x；

则2NO+O₂=2NO₂

2x x 2x

[5−2x/1+2x]=1：1，

计算得到x=1

空气体积为5

所以同温同压下，V（空气）：V（NO）=1：1

故答案为：1：1；

②图象分析可知，当尿素浓度为5mol/L左右时，脱氮效率基本不变，所以从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为5%左右大达到较大的脱氮效率；

故答案为：5%；

（4）以N₂、H₂为原料，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液构成新型燃料电池，正极发生还原反应，即氮气被还原生成NH₄⁺，电极反应式为N₂+6e^-+8H⁺=2NH₄⁺；负极是氢气失电子生成氢离子，政绩生成铵根离子在电解质溶液中可以分离出氯化铵；

故答案为：N₂+6e^-+8H⁺=2NH₄⁺；NH₄Cl；

点评：

本题考点： 用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学电源新型电池；化学平衡的影响因素；化学平衡的调控作用．

考点点评： 本题考查热化学方程式书写方法和盖斯定律计算应用，图象分析和反应条件判断，信息应用能力，原电池电极反应书写的方法应用，题目难度较大．