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...

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

【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

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

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___。

高二化学综合题困难题查看答案及解析

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 =____。

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。

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

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）。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

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____________。

高二化学填空题简单题查看答案及解析

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。请回答下列问题：　　

(1)用CO2和NH3可合成氮肥尿素[CO(NH3)2]，已知：

①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4 (s)　　　 △H=-159.5kJ/mol

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　 △H=+116.5 kJ/mol

③H2O(l)=H2O(g)　　　　　　　　　　　　　　 △H=+44 kJ/mol

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1.0molNO2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“=”）。理由是__________。

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=________mol/L（保留三位小数）

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．升高温度　　　 C．缩小容器的体积　　　 D．增加CH4的浓度

(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NaOH溶液，工作一段时间后，该电池正极区附近溶液pH______（填“增大”、“减小”或“不变”）。

(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HN3与bmol/L的Ba(OH) 2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+)=c(N3-)，则该混合物溶液呈________（填“酸”、“碱”或“中”）性，溶液中c(HN3)=_______mol/L(用a、b表示）。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析

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(NH3)2]

已知：①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4 (s)　　 △H=-159.5 kJ·mol-1

②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H=+116.5 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1.0molNO2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=___（保留三位小数）

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．升高温度

C．缩小容器的体积　　　　　　　 D．增加CH4的浓度

（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NaOH溶液，工作一段时间后，该电池正极区附近溶液pH________（填“增大”、“减小”或“不变”），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-1 的HN3与bmol·L-1 的Ba(OH) 2溶液等体积混合，充分反应后，溶液中存在2c(Ba2+)=c（N3-），则该混合物溶液呈_______（填“酸”、“碱”或“中”）性，溶液中c(HN3)=_________ mol·L-1。

高二化学综合题中等难度题查看答案及解析