（17分）工业上用NH3和CO2反应合成尿素：2NH3（g）+ CO2（g）CO(NH2)...

（17分）工业上用NH3和CO2反应合成尿素：

2NH3（g）+ CO2（g）CO(NH2)2（g）+ H2O（g） △H1 = -536.1 kJ·mol－1

（1）此反应的平衡常数表达式K=　　　　　　 。升高温度，K值　　　　　　 （填增大、减小或不变）。

（2）其他条件不变，下列方法能同时提高化学反应速率和尿素产率的是　　　　　　 。

A．通入氦气　　　　　　　　　　　　　　　　　 B．缩小体积

C．加入催化剂　　　　　　　　　　　　　　　　 D．除去体系中的水蒸气

（3）尿素可用于处理汽车尾气。CO(NH2)2（g）与尾气中NO反应生成CO2、N2、H2O（g）排出。又知：4NH3（g）+ 6NO（g）= 5N2（g）+ 6H2O（g）　 △H2 = -1806.4 kJ·mol－1，写出CO(NH2)2（g）与NO反应的热化学方程式　　　　　　　　 。

某小组模拟工业合成尿素，探究起始反应物的氨碳比[n（NH3）/n（CO2）]对尿素合成的影响。在恒温下1L容器中，将总物质的量为3mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，实验测得平衡体系中各组分的变化如图所示。回答问题：

（4）若a、b线分别表示NH3或CO2转化率的变化，其中表示NH3转化率的是　　　　 （填a或b）线。

（5）若a、b线分别表示NH3或CO2转化率的变化，c线表示平衡体系中尿素体积分数的变化，求M点对应的y值（写出计算过程，结果精确到0.1）。

高三化学计算题极难题查看答案及解析

尿素是蛋白质代谢的产物，也是重要的化学肥料。工业合成尿素反应如下：

2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)

（1）在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素，恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示。A点的正反应速率v正(CO2)_______B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“＞”、“＜”或“＝”)；氨气的平衡转化率为_________________。

（2）氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡：

2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)

将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表：

①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是（　　 ）

A．∆H＜0 ，∆S＜0 　　 B．∆H＞0， ∆S＜0　 C．∆H＞0， ∆S＞0 　　 D．∆H＜0， ∆S＞0

②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是________________。

A．分离出少量的氨基甲酸铵，反应物的转化率将增大

B．平衡时降低体系温度，CO2的体积分数下降

C．NH3的转化率始终等于CO2的转化率

D．加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率

③氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵，酸性条件水解更彻底。将氨基

甲酸铵粉末逐渐加入1L0.1mol/L的盐酸溶液中直到pH=7(室温下，

忽略溶液体积变化)，共用去0.052mol氨基甲酸铵，此时溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(NH4+)＝　 　　　 　　　 ；（填具体数值）NH4+水解平衡常数值为 　　　　　　　　　　　　　 。

（3）化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电！用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，写出该电池的负极反应式：　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

工业生产尿素的原理是以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)+Q(Q>0)。该反应分两步进行：① 2NH3(g)+ CO2 (g) ⇌ NH4COONH2 (s)+ Q1(Q1>0)，② NH4COONH2 (s) ⇌ CO(NH2) 2(l)+ H2O(l)+Q2 (Q2<0).

(1)固体CO2称干冰，属于___________晶体。氮原子最外层电子排布式是___________。

(2)氧元素的非金属性比碳强，用原子结构的知识说明理由_________________

(3)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、

(4)写出合成尿素第一步反应的平衡常数表达式K=_________________________________。

(5)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图所示。

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 为提高合成尿素的产率，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. 增加反应物的量　　　　　　　　　　　 d. 使用合适的催化剂

③ 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，请在下图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线____________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

工业生产尿素的原理是以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)+Q(Q>0)。该反应分两步进行：① 2NH3(g)+ CO2 (g) ⇌ NH4COONH2 (s)+ Q1(Q1>0)，② NH4COONH2 (s) ⇌ CO(NH2) 2(l)+ H2O(l)+Q2 (Q2<0).

(1)固体CO2称干冰，属于___________晶体。氮原子最外层电子排布式是___________。

(2)氧元素的非金属性比碳强，用原子结构的知识说明理由_________________

(3)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、

(4)写出合成尿素第一步反应的平衡常数表达式K=_________________________________。

(5)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图所示。

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 为提高合成尿素的产率，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. 增加反应物的量　　　　　　　　　　　 d. 使用合适的催化剂

③ 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，请在下图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线____________。

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(14分)尿素是蛋白质代谢的产物，也是重要的化学肥料。工业合成尿素反应如下：

2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)

(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素，恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示。

A点的正反应速率v正(CO2)_______B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“＞”、“＜”或“＝”)；

氨气的平衡转化率为________________________。

（2）氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物。将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡：2NH3(g)＋CO2(g) NH2COONH4(s)

将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表：

①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

A.∆H＜0， ∆S＜0　 　　　　　　 B.∆H＞0， ∆S＜0　　

C.∆H＞0， ∆S＞0　 　　　　　　 D.∆H＜0， ∆S＞0

②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是________________

A.分离出少量的氨基甲酸铵，反应物的转化率将增大

B.平衡时降低体系温度，CO2的体积分数下降

C.NH3的转化率始终等于CO2的转化率

D.加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率

③氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵，酸性条件水解更彻底。将氨基甲酸铵粉末逐渐加入1 L0.1 mol/L的盐酸溶液中直到pH=7(室温下，忽略溶液体积变化)，共用去0.052 mol氨基甲酸铵，此时溶液中几乎不含碳元素。此时溶液中c(NH4＋　 )=　　　　　　　　 ；

NH4＋　 水解平衡常数值为　　　　　　　　　　　　 。

（3）化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电！用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，写出该电池的负极反应式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

高三化学简答题极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）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　　　　　　　　 　　 ，

高三化学填空题困难题查看答案及解析

CO2 和CH4是常见的化合物，同时也是常用的化工原料。

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。

①该反应的ΔH_____0（填“>” 或、“<” ），该反应自发进行的条件是_______________ (填“低温”“高温”或“任意温度”） 若y表示反应开始时的氨碳比[]，则y1________y2。（填“>”、“<”或“=”）；

（2）t℃时，若向容积固定的密闭容器中加入一定量的 NH3和CO2合成尿素，下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是________ (填字母)。

a．混合气体的平均相对分子质量保持不变

b．CO2和NH3的体积分数保持不变

c．CO2和NH3的转化率相等

d．混合气体的密度保持不变

e．1molCO2生成的同时有 2molN—H键断裂

II．工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)　 ΔH = + 203 kJ•mol－1

①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k•c(CO) •c3(H2)，k 为速率常数，在某温度下测得实验数据如表：

由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为____L3•mol－3•min－1。

②某温度下，在体积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气，发生上述反应，5分钟时达到平衡，此时H2的体积分数为60%，则在5分钟内用CH4浓度变化表示的平均反应速率v(CH4)=________；该温度下该反应的平衡常数K=________。平衡后再向容器中加入1 mol CH4和1 mol CO，平衡_______移动（填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”）。

III．在常温下，将0.02mol CO2通入200mL 0.15mol/L的NaOH溶液中，充分反应后下列关系式中正确的是_____________________　

A．c(Na+)>c(HCO3-)> c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

B．3c (Na+)=2[c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(H2CO3)]

C．c (Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+ c(CO32-)+c(OH-)

D．c(HCO3-)+ 3c(H2CO3)+2c(H+)= c(CO32-)+2c(OH-)

高三化学综合题困难题查看答案及解析

CO2 和CH4是常见的化合物，同时也是常用的化工原料。

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。

①该反应的ΔH_____0（填“>” 或、“<” ），该反应自发进行的条件是_______________ (填“低温”“高温”或“任意温度”） 若y表示反应开始时的氨碳比[]，则y1________y2。（填“>”、“<”或“=”）；

（2）t℃时，若向容积固定的密闭容器中加入一定量的 NH3和CO2合成尿素，下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是________ (填字母)。

a．混合气体的平均相对分子质量保持不变

b．CO2和NH3的体积分数保持不变

c．CO2和NH3的转化率相等

d．混合气体的密度保持不变

e．1molCO2生成的同时有 2molN—H键断裂

II．工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，：CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g)　 ΔH = + 203 kJ•mol－1

①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k•c(CO) •c3(H2)，k 为速率常数，在某温度下测得实验数据如表：

由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为____L3•mol－3•min－1。

②某温度下，在体积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气，发生上述反应，5分钟时达到平衡，此时H2的体积分数为60%，则在5分钟内用CH4浓度变化表示的平均反应速率v(CH4)=________；该温度下该反应的平衡常数K=________。平衡后再向容器中加入1 mol CH4和1 mol CO，平衡_______移动（填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”）。

III．在常温下，将0.02mol CO2通入200mL 0.15mol/L的NaOH溶液中，充分反应后下列关系式中正确的是_____________________　

A．c(Na+)>c(HCO3-)> c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

B．3c (Na+)=2[c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(H2CO3)]

C．c (Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+ c(CO32-)+c(OH-)

D．c(HCO3-)+ 3c(H2CO3)+2c(H+)= c(CO32-)+2c(OH-)

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合成尿素的反应2NH₃(g) + CO₂(g)→CO(NH₂)₂(s)(尿素) + H₂O(l) + Q分两步进行：

①2NH₃(g) + CO₂(g)→NH₄COONH₂(s) + Q₁，

②NH₄COONH₂(s)→CO(NH₂)₂(s) + H₂O(l)–Q₂。

下列示意图中，能正确表示合成尿素过程中能量变化的是

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工业上常利用CO2为初始反应物，合成一系列重要的化工原料。

（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）ΔH1

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

总反应：2NH3（g）＋CO2（g）=CO（NH2）2（s）＋H2O（g）　ΔH3＝－86.98 kJ·mol－1

请回答下列问题：

①反应Ⅰ的ΔH1＝______________。

②在________（填“高温”或“低温”）情况下有利于反应Ⅱ的自发进行。

③一定温度下，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____________（填字母代号）。

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 NH3与CO2的转化率相等

D 容器内混合气体的密度不再变化

（2）将CO2和H2按质量比25∶3充入一定体积的密闭容器中，在不同温度下发生反应CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）。测得CH3OH（g）的物质的量随时间的变化如下图所示。

①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K（Ⅰ）______（填“>”“<”或“＝”）K（Ⅱ）。

②欲提高CH3OH（g）的平衡产率，可采取的措施除改变温度外，还有__________（任写两种）。

③一定温度下，在容积均为2 L的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后反应达到平衡。

若甲容器中反应达平衡后气体的压强为开始时的，则该温度下，反应的平衡常数为______；要使反应达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，则乙容器中c的取值范围为_______________。

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