合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0。一定条件下,在10 L的恒容密闭容器中,充入2 mol NH3和1 mol CO2,反应经5 min后达 到平衡,测得容器中CO2的浓度为0.05mol•L-1 。
完成下列填空:
(1)平均反应速率υ(NH3)=____________。
(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_________。(填序号)
a.气体的平均相对分子质量不随时间而变化 b.NH3和CO2的比例保持不变
c.气体的压强不再发生变化 d.2υ正(NH3)=υ逆(H2O)
(3)为提高尿素的产率,工业上用该反应生产尿素时,合适的反应条件是_______。(填序号)
a.24000kPa b.200℃ c.800℃ d.101 kPa
高二化学填空题中等难度题
工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)
(1)在密闭容器中充入NH3和CO2 ,一定条件能自发进行的原因是__________________;
(2)T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)=x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是_________________;
(3)当x=2,上述反应至5min时各物质的浓不再发生变化,若起始的压强为P0 KPa,测得平衡体系压强变为起始时的。反应结束后,分离得到90g尿素。
试计算该反应的平均速率v(CO2)=___________________,
该反应的平衡常数(K)=________________,
达到平衡后NH3的物质的量浓度为_________________。
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合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0。一定条件下,在10 L的恒容密闭容器中,充入2 mol NH3和1 mol CO2,反应经5 min后达 到平衡,测得容器中CO2的浓度为0.05mol•L-1 。
完成下列填空:
(1)平均反应速率υ(NH3)=____________。
(2)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_________。(填序号)
a.气体的平均相对分子质量不随时间而变化 b.NH3和CO2的比例保持不变
c.气体的压强不再发生变化 d.2υ正(NH3)=υ逆(H2O)
(3)为提高尿素的产率,工业上用该反应生产尿素时,合适的反应条件是_______。(填序号)
a.24000kPa b.200℃ c.800℃ d.101 kPa
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工业上合成尿素的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。在一定温度和压强下,往容积可变的密闭容器内通入物质的量各为1mol的氨气和二氧化碳发生上述反应。下列说法中无法判断该反应一定达到化学平衡的是
A.打断amol的N-H键同时消耗a/6mol的尿素
B.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.密闭容器中混合气体的密度保持不变
D.密闭容器中二氧化碳的体积分数保持不变
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CO2是一种常用的化工原料。
Ⅰ.以CO2与NH3为原料可以合成尿素[CO(NH2)2]。合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。
(1)在不同温度及不同y值下合成尿素,达到平衡时,氨气转化率变化情况如图所示。该反应的ΔH_____0(填“>”、“<”或“=”,下同),若y表示压强,则y1_______y2 , 若y表示反应开始时的水碳比[n(NH3)/n(CO2)],则y1_______y2。
(2)t℃时,若向容积为2L的密闭容器中加入3molNH3和1molCO2,达到平衡时,容器内压强为开始时的0.75倍。若保持条件不变,再向该容器中加入0.5molCO2和1molH2O,NH3的转化率将__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.CO2与H2反应可用于生产甲醇。
(3)已知氢气与甲醇的燃烧热分别为-285.8 kJ·mol-1、-726.5kJ·mol-1,则CO2与H2反应产生液态甲醇与液态水的热化学方程式为________________。
(4)下图是某甲醇燃料电池工作的示意图。质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L 2mol·L-1 H2SO4溶液。电极a上发生的电极反应式为________________________,当电池中有1mol e-发生转移时左右两侧溶液的质量之差为______g (假设反应物耗尽,忽略气体的溶解)。
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尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下:
2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l) + H2O (l) ΔH < 0 。回答下列问题:
已知工业上合成尿素分两步进行,相关反应如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1< 0
反应Ⅱ:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O (l) ΔH 2> 0
(1)下列示意图中[a表示2NH3(g)+CO2(g),b表示NH3COONH4(s),c表示CO(NH2)2(l)+H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是(填序号)________。
(2)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在恒定温度下,将氨气和二氧化碳按2:1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经20min达到平衡,各物质浓度的变化曲线如下图所示。
(2)①从图中得知?c(CO2)=0.2mol/L,则v(CO2)= ?c(CO2)/t= 0.01mol·L-1·min-1。
①在上述条件下,从反应开始至20min时,二氧化碳的平均反应速率为________。
②为提高尿素的产率,下列可以采取的措施有________。
A.缩小反应容器的容积
B.升高温度
C.平衡体系中及时分离出CO(NH2)2
D.使用合适的催化剂
③该反应的平衡常数表达式K=________;若升高体系的温度,容器中NH3的体积分数将
________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
④若保持平衡的温度和体积不变,25min时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳,在40min时重新达到平衡,请在上图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线。
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(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
工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为: 2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2 (l)+H2O (l)。
(1)T1℃时,在2L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)=x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是__________________.
(2)当x=2,上述反应至5min时各物质的浓度不再发生变化,若起始的压强为P0KPa,测得平衡体系压强变为起始时的。反应结束后,分离得到90g尿素。
试计算该反应的平均速率υ(CO2)=________________,该反应的平衡常数K=___________,达到平衡后NH3的物质的量浓度为______________。
高二化学简答题困难题查看答案及解析
CO2与NH3反应可合成化肥尿素。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.5kJ•mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=+116.5kJ•mol-1
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ•mol-1
写出CO2与NH3合成尿素CO(NH2)2和液态水的热化学反应方程式____________。
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工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素,反应的化学方程式为:
2NH3 (g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)。T1℃时,在2L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产。
(1)在密闭容器中充入NH3和CO2,一定条件能自发进行的原因是___________;
(2)若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比),如右图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是_________;
(3)当x = 2,上述反应至5min时各物质的浓度不再发生变化,若起始的压强为P0KPa,测得平衡体系压强为起始时的2/3。反应结束后,分离得到90g尿素。
①试计算该反应的平均速率v (CO2)=_______________;
②该反应的平衡常数K =_________;
③达到平衡后NH3 的物质的量浓度为_________。
高二化学简答题简单题查看答案及解析
氮的化合物在工业中应用十分广泛。
(1)工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其热反应方程式CO2(g)+2NH3(g)=CO(NH2)2(g)+H2O(g); ∆H=____________.
化学键 | 键能(KJ·mol-1) |
C=O | 728 |
C—N | 305 |
N—H | 389 |
O—H | 464 |
(2)工业上经常使用NaClO和NH3制取联氨,联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。写出联氨的电子式_________________。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__________________________________。联氨也经常作为燃料电池的环保原料使用,写出联氨在碱性电解质溶液中,负极的电极方程式_______________________________。
(3)已知合成氨反应的方程式为 N2+3H2 2NH3,其平衡常数 K 的数值和温度的关系如下:
温度℃ | 200 | 300 | 400 |
平衡常数K | 1 | 0.86 | 0.5 |
①由上表数据可知该反应∆H____0 (填“>”或“<”)。
②400 ℃时,测得某时刻 c(N2)= 5 mol·L-1、c(H2)= 3 mol·L-1、c(NH3)= 2 mol·L-1,此时刻该反应的 v 正____v 逆(填“>”“=”或“<”)。该反应达到平衡时,平衡混和气中N2的体积分数为____________
A.50% B.60% C.70% D.无法计算
(4)写出下列含氮化合物在特定条件下的水解反应,电负性Cl<N,尿素中的C显+4价,
①NCl3___________________________________________________________________________________________________________
②NF3____________________________________________________________________________________________________________
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