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)NH2CO2NH4(s) △H1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1= (用具体数据表示)。
(2)反应Ⅱ的△S (填>或<)0,一般在 情况下有利于该反应的进行。
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是 (填提高或降低)水碳比。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势,其原因是 。
(4)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时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图所示。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。
(5)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3。下列物质中与尿素有类似性质的是
A.NH2COONH4 B.H2NOCCH2CH2CONH2
C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
高一化学简答题极难题
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)NH2CO2NH4(s) △H1=a kJ·mol-1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+72.49kJ·mol-1
总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1= (用具体数据表示)。
(2)反应Ⅱ的△S (填>或<)0,一般在 情况下有利于该反应的进行。
(3)反应Ⅲ中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。
①其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是 (填提高或降低)水碳比。
②当温度高于190℃后,CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势,其原因是 。
(4)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时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图所示。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1后c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)。
(5)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3。下列物质中与尿素有类似性质的是
A.NH2COONH4 B.H2NOCCH2CH2CONH2
C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
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资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H =-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H =+116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)=H2O(g)△H =+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式______________。
(2)已知:
化学键 | Si—Cl | H—H | H—Cl | Si—Si |
键能/kJ·mol-1 | 360 | 436 | 431 | 176 |
且硅晶体中每个硅原子和其他4个硅原子形成4个共价键。工业上所用的高纯硅可通过下列应反制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的△H=___ kJ·mol-1。
(3)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2mol·L-1,H2:0.8mol·L-1,CH4:0.8mol·L-1,H2O:1.6mol·L-1,起始充入CO2和H2的物质的量分别为_____、_____,CO2的平衡转化率为______。
(4)观察如图所示的两个装置,图1装置中铜电极上产生大量的无色气泡,图2装置中铜电极上无气体产生,而铬电极上产生大量的有色气体。根据上述现象试推测金属铬具有的两种重要化学性质为
① ____________________________________。
② ____________________________________。
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下列反应中,起到氮的固定作用的是 ( )
A.NH3经催化氧化生成NO B.N2和H2在一定条件下合成NH3
C.NO与O2反应生成NO2 D.由NH3制碳酸氢铵和尿素
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下列变化属于氮的固定的是( )
A. 用NH3和CO2合成尿素CO(NH2)2
B. NH4NO3受热分解后生成N2
C. 工业上合成氨气
D. 用氨气生产硝酸
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下列变化属于氮的固定的是
A.工业合成氨 B.用氨气生产硝酸
C.用NH3和CO2合成尿素CO(NH2)2 D.NH4NO3受热分解后生成N2
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合成尿素的反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(尿素)+H2O(l) △H<0 分两步进行:①2NH3(g)+CO2(g)→NH4COONH2(s) △H1<0 ②NH4COONH2(s) →CO(NH2)2(尿素)+H2O(l) △H2>0。下列示意图中,能正确表示合成尿素过程中能量变化的是( )
A. B. C. D.
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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)工业上用CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式__________。
(2)在一个2L的密闭容器内,当起始投入量氨碳比=4,CO2的转化率随时间的变化关系如下图所示。
① A点的逆反应速率v逆(CO2) __________________B点的正反应速率为v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”)
②假设氨的起始投入量为8mol,求从开始到达到平衡状态这段时间内v(NH3)=_________________。
③NH3的平衡转化率为____________________。
④单纯从制备的成本角度考虑,我们希望氨碳比尽可能__________(“大”、“小”)因为_________。
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氮的化合物既是一种资源,也会给环境造成危害。
I.氨气是一种重要的化工原料。
(1)NH3与CO2在120℃,催化剂作用下反应生成尿素:CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),△H=-xkJ/mol(x>0),其他相关数据如表:
物质 | NH3(g) | CO2(g) | CO(NH2)2(s) | H2O(g) |
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ | a | b | z | d |
则表中z(用x、a、b、d表示)的大小为___。
(2)120℃时,在2L密闭反应容器中充入3molCO2与NH3的混合气体,混合气体中NH3的体积分数随反应时间变化关系如图2所示,该反应60s内CO2的平均反应速率为___。
下列能使正反应的化学反应速率加快的措施有___。
①及时分离出尿素 ②升高温度 ③向密闭定容容器中再充入CO2 ④降低温度
Ⅱ.氮的氧化物会污染环境。目前,硝酸厂尾气治理可采用NH3与NO在催化剂存在的条件下作用,将污染物转化为无污染的物质。某研究小组拟验证NO能被氨气还原并计算其转化率(已知浓硫酸在常温下不氧化NO气体)。
(3)写出装置⑤中反应的化学方程式___;
(4)装置①和装置②如图4,仪器A中盛放的药品名称为___。装置②中,先在试管中加入2-3粒石灰石,注入适量稀硝酸,反应一段时间后,再塞上带有细铜丝的胶塞进行后续反应,加入石灰石的作用是___。
(5)装置⑥中,小段玻璃管的作用是___;装置⑦的作用是除去NO,NO与FeSO4溶液反应形成棕色[Fe(NO)]SO4溶液,同时装置⑦还用来检验氨气是否除尽,若氨气未除尽,可观察到的实验现象是___。
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甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-58 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41 kJ/mol
回答下列问题:
(1)CO2的电子式是 。
(2)△H1= kJ/mol,①反应正向的熵变△S 0(填>、<或=)。
(3)在容积为2L的密闭容器中,充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应),在其他条件不变时,温度T1、T2对反应的影响图像如图,下列说法正确的是__________(填序号)
①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为:v(CH3OH)=nA/tA mol/(L·min)
②当v(CH3OH) = v(H2O)时,说明反应达到平衡
③混合气体的平均相对分子质量A点大于B点
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时n(H2)与n(CH3OH)比值增大
(4)在T1温度时,将2molCO2和6molH2充入2L密闭容器中,充分反应(上述②反应)达到平衡后,若CO2转化率为50%,,则容器内的压强与起始压强之比为__________;T1温度,反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的平衡常数数值为__________。
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H2NCOONH4是工业由氨气合成尿素的中间产物。在一定温度下、体积不变的密闭容器中发生反应H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),能说明该反应达到平衡状态的是①每生成34g NH3的同时消耗44g CO2 ②混合气体的平均相对分子质量不变 ③NH3的体积分数保持不变 ④混合气体的密度保持不变 ⑤c(NH3):c(CO2)=2:1
A. ①③⑤ B. ①③④ C. ②④ D. ①④
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