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:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
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___。
高二化学综合题困难题
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:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
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:
t/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
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 =____。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
【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_____。
高二化学简答题困难题查看答案及解析
“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如:CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。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=-159.47kJ/mol K1
反应II:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol K2
总反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3 K3
请回答:
(1)①总反应的△H3=_______kJ/mol。该热化学方程式的平衡常数K3=______(用K1、K2表示)。
②反应I一般在_________(填“高温”或“低温”)情况下有利于该反应的进行。
③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列不能说明反应达平衡状态的是_____。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.容器内气体总压强不再变化
C.2V正(NH3)=V逆(CO2) D.容器内混合气体的密度不再变化
④环境为真空时,在一敞开容器(非密闭容器)中加入NH2COONH4固体,足够长时间后,反应是否建立平衡状态? ___________(填“是”或“否”)。
(2)在体积可变的恒压 (p总) 密闭容器中充入1 mol CO2 与足量的碳,让其发生反应:C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
①T℃时,在容器中若充入稀有气体,v(正)___v(逆) (填“>”“<”或“=”);若充入等体积的CO2 和CO,平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②650℃,CO2 的转化率为_____________。
③已知:气体分压(P分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数,925℃时,Kp=_____________ (用含P总的代数式表示)。
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“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如:CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。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=-159.47kJ/mol K1
反应II:NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ/mol K2
总反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3 K3
请回答:
(1)①总反应的△H3=_______kJ/mol。该热化学方程式的平衡常数K3=______(用K1、K2表示)。
②一定温度下,在体积固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列不能说明反应达平衡状态的是_____________。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.容器内气体总压强不再变化
C.2V正(NH3)=V逆(CO2)
D.容器内混合气体的密度不再变化
③环境为真空时,在一敞开容器(非密闭容器)中加入NH2COONH4固体,足够长时间后,反应是否建立平衡状态? ___________(填“是”或“否”)。
(2)在体积可变的恒压 (P总) 密闭容器中充入1 mol CO2 与足量的碳,让其发生反应:C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。
①T℃时,达平衡后向容器中若充入稀有气体,v(正)___v(逆) (填“>”“<”或“=”);若充入等体积的CO2 和CO,平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②650℃,CO2 的转化率为_____________。
③已知:气体分压(P分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数,925℃时,Kp=_____________ (用含P总的代数式表示)。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物(如:CO2、CO、CH4、CH3OH等)为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。
(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
请回答下列问题:
①反应I的△H1=______ kJ/mol
②反应II一般在_________(填“高温”或“低温”)情况下有利于该反应的进行。
③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__________(填序号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.容器内气体总压强不再变化
C.2V正(NH3)=V逆(CO2) D.容器内混合气体的密度不再变化
④环境为真空时,在一敞开容器(非密闭容器)中加入NH2COONH4固体,足够长时间后,反应是否建立平衡状态? ___________(填“是”或“否”)
(2)将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
①曲线I.II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII(填“ >”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCO2、3molH2 | amolCO2、bmolH2cmol CH3OH(g)、cmolH2O(g)(a、b、c均不为零) |
若甲容器平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则甲容器平衡混合气体中CH3OH(g)的体积分数为_______,要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c的取值范围为________。
(3)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________________。
高二化学综合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
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________。
高二化学简答题困难题查看答案及解析
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。
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
在一定温度下,工业上合成尿素(H2NCONH2)的反应如下:
2NH3(I)+CO2(g)H2O(I) +H2NCONH2(I) △H=-103.7kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)写出一种有利于提高尿素的产率的措施是______________________。
(2)合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(I)+CO2(g)H2NCOONH4(I)(氨基甲酸铵) △H1
第二步:H2NCOONH4(I)H2O(I)+H2NCONH2(I) △H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.2 L的密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如图甲所示:
①●……●代表的物质为_______(填化学式)
②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,反应进行到10min时到达平衡。反应进行到10 min时测得●……●所代表的物质的量如图所示,则该物质表示的表示化学反应的速率为________mol·L-1·min-1。
③第二步反应的平衡常数K2随温度的变化如乙图所示,则△H1____0 (填“>”“<”或“=”)。
④第一步反应在________(填“较高”或“较低”)温度下有利该反应自发进行。
(3)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.6kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1
则4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=_________。
高二化学简答题中等难度题查看答案及解析