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...

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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尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物．

（1）工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为_________．

（2）当氨碳比=4时，CO2的转化率随时间的变化关系如图1所示．

①A点的逆反应速率与B点的正反应速率的关系：v逆(CO2)_________v正(CO2)(填“大于”“小于”或“等于”)．②NH3的平衡转化率为_________．

（3）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图2所示．

①电源的负极为_________(填“A”或“B”)．

②阳极室中发生的反应依次为_________、_________．

③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将_________(填“变大”，“变小”或“不变”)；若两极共收集到气体13．44L(标准状况)，则除去的尿素为_________g(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。

（1）工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为_______________。

（2）当氨碳比　 =4，时CO2的转化率随时间的变化关系如图1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反应达到平衡后，NH3的转化率为_____________。

（3）人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图2。

①电源的负极为_____（填“A”或“B”）。

②阳极室中发生的电极反应为_________，_________________。

③若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为________g（忽略气体的溶解）。

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Ⅰ.按要求回答下列问题：

(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：

反应Ⅰ：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)△H1

反应Ⅱ：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ/mol

总反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ/mol

①反应Ⅰ的△H1=__。

②一定温度下，在体积固定的密闭容器中按n(NH3)：n(CO2)=2：1进行反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是__（填序号）。

A.容器内气体总压强不再变化

B.NH3与CO2的转化率相等

C.容器内混合气体的密度不再变化

(2)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：

回答下列问题：

①该反应的化学平衡常数表达式为K=__。

②该反应为__（填“吸热”或“放热”）反应。

③某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为__℃。

④在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应向__（填“正向”或“逆向”）进行。

(3)工业上从废铅蓄电池废液回收铅的过程中，常用纯碱溶液与处理后的铅膏(主要含PbSO4)发生反应：PbSO4(s)＋CO(aq)PbCO3(s)＋SO( aq)。

已知溶度积常数：Ksp(PbSO4)=1.6×10-8，Ksp(PbCO3)=7.4×10-14，则该反应的化学平衡常数K=__。

Ⅱ.N2H4—O2燃料电池是一种高效低污染的新型电池，其装置如图所示：

(1)N2H4的电子式为__；

(2)a极的电极反应方程式为___。

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按要求回答下列问题：

（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：

反应Ⅰ：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4（s）　　　　　　　　 △H1

反应Ⅱ：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　　　　 △H2= +72.49kJ/mol

总反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3= -86.98kJ/mol

①反应Ⅰ的△H1=______________。

②一定温度下，在体积固定的密闭容器中按 n（NH3）:n（CO2）=2:1 进行反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是_______（填序号）。

A 容器内气体总压强不再变化

B NH3与CO2的转化率相等

C 容器内混合气体的密度不再变化

（2）在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数（K）和温度（t）的关系如下表所示：

回答下列问题：

①该反应的化学平衡常数表达式为K＝___________。

②该反应为____________（填“吸热”或“放热”）反应。

③某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________℃。

④在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2 mol·L－1，c(H2)为1.5 mol·L－1，c(CO)为1 mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，此时反应向________（填“正向”或“逆向”）进行。

（3）工业上从废铅蓄电池废液回收铅的过程中，常用纯碱溶液与处理后的铅膏（主要含PbSO4）发生反应：PbSO4（s）＋CO32－（aq）PbCO3（s）＋SO42－（aq）。已知溶度积常数：Ksp（PbSO4）=1.6×10-8,Ksp（PbCO3）=7.4×10-14,则该反应的化学平衡常数K =____。

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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　　　　　　 。

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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______________。

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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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【加试题】二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2

的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：

反应 I：2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)　　 　　　　　 ΔH1=-159.47 kJ·mol-1

反应II：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 　　　　　 ΔH2=+72.49kJ·mol-1

请回答下列问题：

(l)写出CO2和NH3为原料生成尿素和气态水的热化学反应方程式_______,反应II自发进行的条件是_____。

(2)CO2和NH3为原料合成尿素的反应中影响CO2转化率的因素很多，下图为某待定条件下，不同水碳比[n(H2O)/n(CO2)]和温度影响CO2转化率变化的趋勢曲线。

下列说法不正确的是__________。

A.温度升髙该反应平衡常数逐渐减小，移走部分尿素平衡向正方向移动

B.当温度低于190℃,随温度升髙CO2转化率逐渐增大，其原因可能是温度升高平衡向正方向移动

C.当温度髙于190℃后，随温度升髙CO2转化率逐渐减小，其原因可能是温度升高发生了副反应

D.其他条件相同时，为提髙CO2的转化率，生产中可以采取的措施是提高水碳比

(3)某研究小组为探究反应I中影响C(CO2)的因素，在恒温下将0.4molNH3和0.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中，t1时达到平衡，其c(CO2)随时间t变化趋势曲线如下图所示。则其逆反应的平衡常数为_____。若其他条件不变，t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1〜t2时间段C(CO2)随时间t变化趋势曲线（t2时达到新的平衡）。__________

(4)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢气的装置示意图如下图,请写出在A电极上发生的电极反应式_____。

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