Question

I.人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨，生产化学肥料等。

完成下列填空：

（1）氮原子核外电子排布式为__________，其最外层有_______种运动状态不同的电子；氮气的电子式为______________；氨气分子的空间构型是______________。

（2）工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸收含有大量N₂的高炉气体系中的CO，从而实现CO和N₂的分离，反应的化学方程式如下：CH₃COOCu(NH₃)₂ (aq) + CO(g) CH₃COOCu(NH₃)₂·CO(aq) + Q(Q>0)，该反应的化学平衡常数表达式K=________；欲使K值变大，可采取的措施是_______。

吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨，可采取的适当处理措施有

_____________(选填序号)。

a.适当升高温度     b.适当降低温度     c.增大压强      d.减小压强

（3）消除NH₃对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH，这样能使NH₃的脱除率增大，试用平衡移动原理解释其原因______________________________。

II.为实现CO₂减排，合成氨工厂采用苯菲尔法脱碳。该方法是用碳酸钾溶液为吸收剂捕集混合气中的CO₂得到富液，再高温加热富液使之分解释放出CO₂ ，正常情况下再生的二氧化碳气体体积分数可达98.5%以上。

（4）某研究小组用200mL 1.5mol/L K₂CO₃溶液吸收了3.36L 的CO₂（标准状况）形成富液，碳酸钾溶液吸收CO₂的离子反应方程式为______________________________，该富液中的溶质是____________（填化学式），各离子的浓度关系正确的是_________。

a．c(K⁺) + c(H⁺) = 2c(CO₃^2－) +c(HCO₃^－) +c(OH^－)

b．3c(K⁺)=4 c(CO₃^2－)+4 c(HCO₃^－)+4c(H₂CO₃)

c．c(K⁺)＞c(OH^－)＞c(HCO₃^－)＞c(CO₃^2－)＞c(H⁺)

Answer

1s22s22p3 5 三角锥型 [c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)] 降低温度 ad 氨气在水中存在如下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH﹣，当加入NaOH后，c（OH﹣）浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除 CO32－+ CO2 + H2O → 2HCO3－ KHCO3和K2CO3 a b

【解析】(1)氮原子核外电子数为7，基态原子核外电子排布为1s22s22p3；其最外层有5种运动状态不同的电子；氮气的电子式为；氨气分子中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，其空间构型是三角锥型；（2）反应CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0)，的化学平衡常数表达式K=[c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)]；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，K值变小，故欲使K值变大，可采取的措施是降低温度；反应CH3COOCu(NH3)2 (aq) + CO(g) CH3COOCu(NH3)2·CO(aq) + Q(Q>0)是气体体积缩小的放热反应， a.适当升高温度平衡向吸热反应方向进行，则升温平衡逆向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故正确；b.适当降低温度平衡向放热反应方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故错误；c.增大压强平衡向气体体积减小的方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故错误；d.减小压强平衡向气体体积增大的方向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故正确。答案选ad；（3）消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH，氨气在水中存在如下平衡：NH3+H2ONH3•H2ONH4++OH﹣，当加入NaOH后，c（OH﹣）浓度增大，平衡逆向移动，故有利于氨的脱除，使NH3的脱除率增大；（4）碳酸钾溶液吸收CO2生成碳酸氢钾，反应的离子反应方程式为CO32－+ CO2 + H2O = 2HCO3－，富液中的溶质是KHCO3和K2CO3，a．根据电荷守恒有c(K+) + c(H+) = 2c(CO32－) +c(HCO3－) +c(OH－)，故正确；b．200mL 1.5mol/L K2CO3溶液吸收了3.36L 的CO2（标准状况），n(K+)=0.2L1.5mol/L2=0.6mol，c(C)=0.3mol+0.15mol=0.45mol，根据物料守恒有3c(K+)=4 c(CO32－)+4 c(HCO3－)+4c(H2CO3)，故正确；c．根据反应可知，溶质为KHCO3和K2CO3，水解是微弱的，则c(K+)＞c(HCO3－)＞c(CO32－) ＞c(OH－)＞c(H+)，故错误。答案选a b。