（15分）N是重要的非金属元素，尿素、羟胺、硝酸、亚硝酸钠均为重要的含氮化合物。（1）尿素...

（15分）N是重要的非金属元素，尿素、羟胺、硝酸、亚硝酸钠均为重要的含氮化合物。

（1）尿素[CO(NH2)2]是人类利用无机物合成的第一种有机物。

①尿素中元素原子半径最大的原子结构示意图为　　　　　　 ；

②尿素在土壤中的脲酶作用下会水解生成碳酸铵或碳酸氢铵，若与碱性肥料混合施用，会造成氮元素损失，请用离子方程式解释其原因 　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

③已知：20oC时，H2CO3：Ka1=4.2×10ˉ7、Ka2=5.6×10ˉ11；NH3·H2O：Kb=1.7×10ˉ5,碳酸氢铵溶液中HCO3ˉ、NH4+、OHˉ、H+四种离子浓度由大到小的顺序为

（2）羟胺（NH2OH）可看做是氨分子内的1个氢原子被羟基取代的物质，常用作还原剂。

①利用羟胺的还原性，可以除去含Fe2+中的Fe3+，氧化产物是一种性质稳定、无污染的气体，写出反应的离子方程式　　　　　　　　 ；

②制备NH2OH·HCl（盐酸羟胺）的一种工艺流程如下图所示：

ⅰ步骤中，发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 ；

ⅱ步骤中使用的NaNO2外观酷似食盐，误食会中毒。可用电解法将工业废水中少量的NO2ˉ转化为N2以降低其危害。写出NO2ˉ在酸性条件下转化为氮气的电极反应式为　 ________ 。

ⅲ步骤中，X为　　　　　　 （填化学式）；若要使滤液Y中SO42ˉ、SO32ˉ浓度均小于1×10ˉ5mol/L，溶液中Ba2+浓度应不小于　　　　　　　　　　 [已知KSP(BaSO3)= 5.0×10ˉ10；KSP(BaSO4)= 1.1×10ˉ10]

③用惰性电极电解硝酸溶液可制备NH2OH。写出其阳极反应式　　　　　　　　 ；

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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。

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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防冻剂是一种能在低温下防止物料中水分结冰的物质．下列可用于防冻剂的物质中，含有氮元素的有机物是（　 ）

A．甲醇[CH3OH] B．氯化钙[CaCl2]

C．尿素[CO（NH2）2] D．亚硝酸钠[NaNO2]

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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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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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尿素[CO(NH2)2]是一种重要的工业原料，在160℃分解生成异氰酸和氨气，化学方程式为CO(NH2)22HCNO＋NH3↑。回答下列问题：

(1)上述反应所涉及的各元素中，原子半径最大的是________(填元素符号)，其原子核外电子共占据________个原子轨道。

(2)上述元素中有三种元素处于同周期，则：

①最简单气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是________(用化学式表示)。

②元素的第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示，下同)。

③元素的电负性由大到小的顺序是________________。

(3)氰酸有两种结构，一种分子内含有三键，称为氰酸，另一种分子内不含三键，称为异氰酸，且两种结构中所有原子最外层均已达到稳定结构，分子中也不含环状结构。写出氰酸和异氰酸的结构式：________、________。

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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。请回答下列问题：　　

(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素[CO(NH3)2]，已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4 (s)　　　 △H=-159.5kJ/mol

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

③H2O(l)=H2O(g)　　　　　　　　　　　　　　 △H=+44 kJ/mol

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1.0molNO2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“=”）。理由是__________。

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=________mol/L（保留三位小数）

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．升高温度　　　 C．缩小容器的体积　　　 D．增加CH4的浓度

(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NaOH溶液，工作一段时间后，该电池正极区附近溶液pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

(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HN3与bmol/L的Ba(OH) 2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-)，则该混合物溶液呈________（填“酸”、“碱”或“中”）性，溶液中c(HN3)=_______mol/L(用a、b表示）。

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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(NH3)2]

已知：①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4 (s)　　 △H=-159.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H=+116.5 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1.0molNO2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=___（保留三位小数）

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．升高温度

C．缩小容器的体积　　　　　　　 D．增加CH4的浓度

（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NaOH溶液，工作一段时间后，该电池正极区附近溶液pH________（填“增大”、“减小”或“不变”），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-1 的HN3与bmol·L-1 的Ba(OH) 2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+)=c（N3-），则该混合物溶液呈_______（填“酸”、“碱”或“中”）性，溶液中c(HN3)=_________ mol·L-1。

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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

已知：①2NH3(g)+CO2(g)===NH2CO2NH4(s)　　 △H=－159.5kJ·mol－1

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

③H2O(1)===H2O(g)　 △H=+44kJ·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0.40 mol CH4和1.0 mol NO2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根据如图判断该反应的△H___________0（填“>”“<”或“=”)，理由是___________。

②温度为T1时，0~10min内NO2的平均反应速率v(NO)2=___________，反应的平衡常数K=______(保留三位小数)

③该反应达到平衡后，为再提高反应速率同时提高NO2的转化率，可采取的措施有______(填编号)。

A．改用高效催化剂　　 B．升高温度

C．缩小容器的体积　　 D．增加CH4的浓度

(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NaOH溶液，工作一段时间后，该电池正极区附近溶液pH___________(填“增大”“减小”或“不变”)，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 a mol·L－1的HN3与b mol·L－1的Ba(OH)2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3－)，则该混合物溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性，溶液中c(HN3)=___________ mol·L－1。

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氨、尿素[CO(NH2)2]都是氮的重要化合物，在工农业生产中应用广泛。

(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol-1

①取1molN2(g)和3molH2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量___92.2kJ(填“＞”、“＝”或“＜”)，原因是_______________。

②使用催化剂，该反应△H_____(填“变大”“变小”或“不变”)。

③已知：分别破坏1molN≡N键、1molH－H键需要吸收的能量为：946kJ、436kJ，则破坏1molN－H键需要吸收的能量为_____kJ．

(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：

Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)==NH2CO2NH4(s)△H＝﹣159.5kJ/mol

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

Ⅲ.H2O(l)==H2O(g)△H＝+44.0kJ/mol

①写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式_______________________。

②化学家正在研究尿素动力燃料电池。用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水，又能发电，尿素燃料电池结构如图所示：

回答下列问题：

电池中的负极为_____(填“甲”或“乙”)，甲的电极反应式为_____________，

电池工作时，理论上每净化1mol尿素，消耗O2的体积(标准状况下)约为_____L。

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