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。
高二化学综合题中等难度题
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。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
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。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
研究含氮污染物的治理是环保的一项重要工作。合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。
I.污染物SO2、NOx经O2预处理后用CaSO3悬浊液吸收,可减少尾气中SO2、NOx的含量。T℃时,O2氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:
(1) T℃时,反应3NO(g)+O3(g)3NO2(g)的△H= kJ·mol-1。
(2) T℃时,将0.6 mol NO和0.2 molO3气体充入到2L固定容积的恒温密闭容器中,NO的浓度随反应时间的变化如图1所示。
① T℃时,反应3NO(g) +O3 (g) 3NO2 (g)的平衡常数K= 。
② 不能说明反应达到平衡状态的是 (填写字母)。
A.气体颜色不再改变 B.气体的平均摩尔质量不再改变
C.气体的密度不再改变 D.单位时间内生成O3和NO2物质的量之比为1∶3
II.NO2的二聚体N2O4是火箭中常用氧化剂。完成下列问题:
(3) 如图2所示,A是由导热材料制成的恒容密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊。关闭K2,将各1 molNO2通过K1、K3分别充入真空A、B中,反应起始时A、B的体积相同均为aL(忽略导管中的气体体积)。
① 容器A中到达平衡所需时间ts,达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍,则平均化学反应速率v(NO2)= 。
② 平衡后在A容器中再充入0.5 mol N2O4,则重新到达平衡后,平衡混合气中NO2的体积分数(填“变大”、“变小”或“不变”) 。
③ 在②平衡后,打开K2,重新到达新平衡,B气囊的体积为0.8aL,则在打开K2之前,气囊B的体积为 L。
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
合理应用和处理氮的化合物,在生产生活中有重要意义。
(1)氧化—还原法消除氮氧化物的转化如下:
①反应Ⅰ为:NO+O3=NO2+O2,生成11.2 L O2(标准状况)时,转移电子的物质的量是 mol。
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,反应的化学方程式是_____。
(2)硝化法是一种古老的生产硫酸的方法,同时实现了氮氧化物的循环转化,主要反应为:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) △H=-41.8 kJ·mol-1
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1,写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式 。
(3)尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥,也是一种化工原料。
①以尿素为原料一定条件下发生反应:CO(NH2)2 (s) + H2O(l)2 NH3(g)+CO2(g) △H = +133.6 kJ/mol。该反应的化学平衡常数的表达式K= 。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.降低温度使尿素的转化率增大
②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[(NH3)]随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率V(正)(CO2) b点的逆反应速率V(逆)(CO2)(填“>”、“=”或“<”);氨气的平衡转化率是 。
高二化学简答题极难题查看答案及解析
尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥,也是一种化工原料。
(1)恒温恒容下,在某密闭容器中充入CO(NH2)2和H2O,在120℃、催化剂作用下发生反应:CO(NH2)2 (s) + H2O(g)2 NH3(g)+CO2(g) △H >0。该反应的化学平衡常数的表达式K= 。
关于该反应的下列说法正确的是
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变,可以作为化学平衡到达的标志
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.降低温度使CO(NH2)2的转化率增大
D.达到平衡后,再充入少量H2O,重新达到平衡,H2O的转化率会减小
(2)一定条件下,某密闭容器中充入等物质的量的NH3和CO2,发生反应:CO2(g) +2NH3(g)CO (NH2)2 (s) +H2O(g),混合气体中NH3的体积分数[φ(NH3)]随时间变化关系如图所示。
则a点的正反应速率V正(CO2)_________ b点的逆反应速率V逆(CO2)(填“>”、“=”或“<”);氨气的平衡转化率是___________ 。
高二化学填空题困难题查看答案及解析
氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
(1)以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=akJ/mol
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98kJ/mol
则a为_____________。
(2)反应2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。下图1中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条曲线为合成塔中按不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料时二氧化碳转化率的情况。
图1 图2 图3
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为:
A.0.6~0.7 B.1~1.1 C.1.5~1.61
生产中应选用水碳比的数值为_____________(选填序号)。
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是_____________。
(3)尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:
NO+NO2+H2O=2HNO2
2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)=5∶1时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)∶V(NO)=________(空气中氧气的体积含量大约为20%)。
②图2是尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为________%。
(4)图3表示使用新型电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量,同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式_____________。生产中可分离出的物质A的化学式为_____________。
高二化学填空题极难题查看答案及解析
Ⅰ.尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
(1)写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_________________________
(2)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1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:
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。
(3)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时,阳极的电极反应式为________________________________。
Ⅱ.用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s ) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_______Kc(B) (填 “﹥”、“<”或“﹦”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
高二化学综合题困难题查看答案及解析
Ⅰ.尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
(1)写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_________________________
(2)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1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:
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。
(3)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时,阳极的电极反应式为________________________________。
Ⅱ.用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s ) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_______Kc(B) (填 “﹥”、“<”或“﹦”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
高二化学综合题困难题查看答案及解析
(原创)NH3是一种重要的化工产品,可用于生产尿素 [CO(NH2)2]、处理烟气等。
Ⅰ.工业上合成尿素的反应:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2 (l) + H2O (g) ΔH
(1) 已知合成尿素的反应分两步进行:
2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH1
NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O (g) ΔH2
其能量变化曲线如图1所示,则△H、△H1和△H2由小到大的顺序为__________。
图1 图2
(2) 某实验小组为了模拟工业上合成尿素,在恒温恒容的真空密闭容器中充入一定量的CO2和NH3发生反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2 (l) + H2O (g) ,反应过程中混合气体中NH3的体积分数如图2所示。
①A点的逆反应速率v逆(CO2)______B点的正反应速率v正(CO2)。 (填“>”、“<”或“=”)
②下列能说明该反应达到平衡状态的是________________(填代号)。
a. NH3、CO2、H2O的分子数之比为2:1:1 b.体系的压强保持不变
c.单位时间内消耗1mol CO2同时生成2mol NH3 d.2v正(NH3) =v逆(H2O)
③对于有气体参与的反应,平衡常数Kp可用气体组分(B)的平衡分压p(B)代替该气体的物质的量浓度c(B)。实验测得体系平衡时的压强为10MPa,列式计算该反应的平衡常数Kp=_______ (提示:写出Kp的表达式再代入数据进行计算,分压=总压×体积分数)。
④L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。右图表示L一定时,该反应CO2 (g)的平衡转化率随X的变化关系。
X代表的物理量为__________。判断L1、L2的大小关系,并简述理由: 。
Ⅱ.烟气中的NOx必须脱除(即脱硝)后才能排放:
(3)下图是一种用NH3脱除烟气中 NO的原理。该脱硝反应中,氧化剂是 (填化学式) 。
(4)利用反应8NH3+6NO2═7N2+12H2O构成原电池,也能消除烟气的排放,同时还能充分利用化学能,装置如图所示。则电极b为______极;a电极的电极反应式为 。
高二化学填空题困难题查看答案及解析
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。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析