非金属元素及其化合物在物质制备、生产生活中发挥着重要作用。I.CO2与NH3合成尿素的反应...

非金属元素及其化合物在物质制备、生产生活中发挥着重要作用。

I.CO2与NH3合成尿素的反应如下：CO2(g)+2NH3(g)[CO(NH2)2](s)+H2O(g)　　 △H=akJ/mol　　

曲线表示不同温度、不同压强下，CO2的平衡转化率与温度的关系，请回答下列问题：

(1)a__________0，P1__________P2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

(2)t℃时，向容积为2L的密闭容器中充入3molNH3和1molCO2，实现M点的平衡，则

①平衡时容器内压强为开始时的____________倍，t℃时的化学平衡常数为__________。

②若保持条件不变，再向该容器中充入1molNH3和1molCO2，NH3的转化率将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

II.硫及其化合物在生产生活中应用广泛，回答下列问题。

(1)铁铵矾是一种化学物质，分子式为NH4Fe(SO4)2·12H2O，其溶于水后，溶液中离子浓度大小关系为________________________________。

(2)已知某溶液中含有CO32-、SO42-等离子，取一定量的该溶液向其中加入 BaCl2溶液，当CO32-开始沉淀时，溶液中为____________。(已知：Ksp(BaSO4)=1.0×10-10，Ksp(BaSO4)=2.5×10-9）

(3)恒温恒容密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-197kJ/mol。下列能说明反应达到平衡状态的是___________。

a.体系压强保持不变　　　　　　　　　 b.混合气体的密度保持不变

c.SO3和O2的体积比保持不变　　　　 d.每消耗1molSO3的同时生成0.5molO2

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碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。

（1）工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备，该反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知：

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

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

③H2O（1）=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　　　　　　　　　　　　

（3）以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点，已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液，电池反应为：4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为　　　　　　　　　　 ；每消耗3．4g NH3转移的电子数为　　　　　　　　　　 (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。

（4）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　 △H=Q kJ·mol-1。

在T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①T1℃时，该反应的平衡常数K= 　　　　 ；

②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡，根据上表中的数据判断改变的条件可能是　 　　 　 (填字母编号)。

a．加入一定量的活性炭 　　　 b．通人一定量的NO

c．适当缩小容器的体积　　　　 d．加入合适的催化剂

③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5：3：3，则Q 　　 0(填“>”或“<”)。　

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。

（1）传统工业上利用氨气合成尿素

①以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下：

2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)　　　 ΔH＝-159．47kJ/mol

NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　　 ΔH＝+72．49kJ/mol

反应2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) 　 ΔH＝_____________kJmol。

②液氨可以发生电离：2NH3(l)NH2－+NH4＋，COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式______________。

（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH3作储氢材料已知：2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH＝+92．4 kJ/mol 。

①氨气自发分解的反应条件是________________（填“低温” 或 “高温”）。

②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

在600℃时催化效果最好的是________________（填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点， 原因是________________。

（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH3，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。

①写出电解时A极的电极反应式：________________。

②写出第二步反应的化学方程式：__________________。

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛

（1）传统工业上利用氨气合成尿素

①以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下：

2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)　　　　　 ΔH＝－159.47 kJ·mol－1

NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　　 ΔH＝+ 72.49 kJ·mol－1

反应2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　 ΔH＝　　 　　　　　　 　　 kJ·mol－1。

②液氨可以发生电离：2NH3(l)NH2－ + NH4＋，COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式　　 　　　　　　　　　 　　 。

（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH3作储氢材料

已知：2NH3(g)N2(g) + 3H2(g) ΔH＝+92.4 kJ·mol－1

① 氨气自发分解的反应条件是　　 　　　　　　　　 　 （填“低温” 或 “高温”）。

②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度的变化如右图所示。

在600℃时催化效果最好的是　　 　　　　　　　　 　 （填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点，原因是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 。

（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）进行电解除去NH3，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。

①写出电解时A极的电极反应式： 　　　　　　　　　　　　 　　 。

②写出第二步反应的化学方程式：　 　　　　　　　　　　　　 　　 。

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛。

（1）以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下：

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)　　 △H=－159kJ·mol－1

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H=+72kJ·mol－1

H2O(l)=H2O(g)　　 △H=+44kJ·mol－1

则反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(l) △H=______kJ·mol－1

（2）某温度下，向容积为100 ml的密闭容器中通入4molNH3和2molCO2发生反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，物质X的浓度变化曲线如下图所示。

①前5s内，v(H2O)=__________。

②该条件下的平衡常数K=_______。

（3）T℃时，将等物质的量的NO和CO充入体积为2L的密闭容器中，保持温度和体积不变，反应过程（0——15min）中NO的物质的量随时间的变化如图所示。

①平衡时若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，平衡将____（填“向左”“向右”或“不”）移动。

②图中a、b分别表示在一定温度下，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(NO)的变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是______（填“a”或“b”）。

③15min时，若改变外界反应条件，导致n(NO)发生如图所示的变化，则改变的条件可能是____。

（4）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质（用NH3表示）和氯化物，把垃圾渗滤液加入如图所示的电解池（电极为惰性材料）中进行电解除去NH3，净化污水。该净化过程分两步：第一步电解产生氧化剂，第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2。

①写出第二步反应的化学方程式_________。

②若垃圾渗滤液中氨氮物质的含量为1.7%，则理论上电解1t该污水，电路中转移的电子数为________。

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氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。其中尿素(H2NCONH2) 是人类最早合成的有机物，工业上生产尿素的反应为: N2+3H22NH3，2NH3+CO2H2NCONH2+H2O。回答下列问题:

(1)纳米氧化铜、纳米氧化锌均可作合成氨的催化剂，Cu2+价层电子的轨道表达式为______，Zn位于元素周期表的_______区。

(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是___________。

(3)上述化学方程式中的无机化合物，沸点由高到低的顺序是____________，原因: ___________。

(4)尿素分子中，原子杂化轨道类型有____________，σ键与π键数目之比为_______。

(5)氮化硼(BN)是一种性能优异、潜力巨大的新型材料，主要结构有立方氮化硼(如图1) 和六方氮化硼(如图2)，前者类似于金刚石，后者与石墨相似。

①晶胞中的原子坐标参数可表亓晶胞内部各原子的相对位置。图1中原子坐标参数A为(0，0,0)，D为()，则E原子的坐标参数为_____。X-射线衍射实验测得立方氮化硼晶胞参数为361.5pm，则立方氮化硼晶体N 与B的原子半径之和为______pm。（）

②已知六方氮化硼同层中B-N距离为acm，密度为dg/cm3,则层与层之间距离的计算表达式为_______pm。

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尿素(H₂NCONH₂)是一种非常重要的高氮化肥，在工农业生产中有着非常重要的地位。

（1）工业上合成尿素的反应如下：

2NH₃(l)+CO₂(g)H₂O(l)+H₂NCONH₂(l)   △H=-103．7 kJ·mol^-1

下列措施中有利于提高尿素的生成速率的是________

A．采用高温

B．采用高压

C．寻找更高效的催化剂

D．减小体系内CO₂浓度

（2）合成尿素的反应在进行时分为如下两步：

第一步：2NH₃(l)+CO₂(g) H₂NCOONH₄(氨基甲酸铵)(l)  △H₁

第二步：H₂NCOONH₄(l) H₂O(l)+H₂NCONH₂(l)   △H₂．

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0．5 L密闭容器中投入4 mol氨和l mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下图I所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第________步反应决定，总反应进行到________min时到达平衡。

②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上图II所示，则△H₂ ________0(填“>” “<” 或 “=”)

（3）在温度70-95℃时，工业尾气中的NO、NO₂可以用尿素溶液吸收，将其转化为N₂

①尿素与NO、NO₂三者等物质的量反应，化学方程式为

________

②已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)．△H=180．6 kJ·mol^-1

N₂(g)+3H₂(g)=2NH₃(g)  △H=-92．4 kJ·mol^-1

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   △H=-483．6 kJ·mol^-1

则4NO(g)+4NH₃(g)+O₂(g)=4N₂(g)+6H₂O(g)   △H=________kJ·mol^-1

（4）尿素燃料电池结构如上图III所示。其工作时负极电极反应式

可表示为________ 。

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氨气是一种重要的化工原料，在工农业中都有广泛的应用。

(1)NH3和CO2在120℃和催化剂的作用下可以合成尿素，反应方程式如下：2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)。某实验小组向一个容积不变的真空密闭容器中充入与合成尿素。在恒定温度下，混合气体中的含量随时间的变化关系如图所示该条件下尿素为固体。A点的正反应速率______ B点的逆反应速率填“大于”、“小于”或“等于”，的平衡转化率为______。

(2)氨基甲酸铵是合成尿素过程中的中间产物。现将体积比为2：1的和混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生反应并达到平衡：。实验测得在不同温度下的平衡数据如表：

①上述反应的焓变：______填“”、“”或“”，下同，熵变______根据表中数据，列出时该反应的化学平衡常数的计算式______不要求计算结果。

②若从已达平衡状态的上述容器中分离出少量的氨基甲酸铵晶体，反应物的转化率将______填“增大”、“减小”或“不变”。

(3)向含的溶液中滴加bL氨水后溶液恰好呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______填“正向”、“不”或“逆向”移动，所滴加氨水的浓度为______ 时，的电离平衡常数

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