(15分）(一）尿素又称碳酰胺，是含氮量最高的氮肥，工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合...

(15分）(一）尿素又称碳酰胺，是含氮量最高的氮肥，工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步：

第一步：2NH3(l)＋CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1= -330.0 kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4(l) H2O(l)＋H2NCONH2(l)　 △H2= + 226.3 kJ·mol－1

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 m3 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的物质的量随时间的变化如下图所示：

①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。

②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)＝　　 mol/(L·min)。

③当反应在一定条件下达到平衡，若在恒温、恒容下再充入一定量气体He，则CO(NH2)2(l)的质量_______(填“增加”、“减小”或“不变”)。

（二）氨是制备尿素的原料，氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将a mol/L的氨水与b mol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。此溶液中各离子浓度由大到小的顺序为_________。

（三）氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。

（1）在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　 。

（2）氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C(s)+ H2O(g) CO(g)+H2(g)，在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6.0mol H2O。

①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。

A．容器内的压强不变 　　

B．消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等

C．混合气的密度不变 　　

D．单位时间有n个H—O键断裂的同时有n个H—H键断裂

②x应满足的条件是　　　　　　　　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

（15分）（一） 尿素又称碳酰胺，是含氮量最高的氮肥，工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步：

第一步：2NH3（l）＋CO2（g）H2NCOONH4（氨基甲酸铵）（l）　　 △H1= -330．0 kJ·mol－1

第二步：H2NCOONH4（l）H2O（l）＋H2NCONH2（l）　 △H2= + 226．3 kJ·mol－1

某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0．5 m3 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的物质的量随时间的变化如下图所示：

①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。

②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示，则用CO2表示的第一步反应的速率v（CO2）＝　 mol/（L·min）。

③当反应在一定条件下达到平衡，若在恒温、恒容下再充入一定量气体He，则CO（NH2）2（l）的质量_________（填“增加”、“减小”或“不变”）。

（二）氨是制备尿素的原料，NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。

氨气溶于水得到氨水，在25℃下，将amol/L的氨水与bmol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。

（三）氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。

（1）在25℃,101KPa条件下，1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142．9kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C（s）+ H2O（g）CO（g）+H2（g），在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6．0mol H2O。

①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。

A．容器内的压强不变

B．消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等

C．混合气的密度不变

D．单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂

②x应满足的条件是　　　　　　　　　　　　 。

（四）CO2是合成尿素的原料，但水泥厂生产时却排放出大量的CO2。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：

（1）上述生产过程的能量转化方式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为　　　　　　 ，阴极的电极反应式为　　　　　　　　　 。

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尿素[CO(NH2)2]是含氮量最高的氮肥。

（1）已知工业上合成尿素的反应分为 如下两步：

第1步：2NH3(1)+CO2(g)H2NCOONH4(1)　　 ΔH1=-330.0kJ•mol-1

第2步：H2NCOONH4(1)H2O(1)+CO(NH2)2(1)　　 ΔH2=+226.3kJ•mol-1

则下列各图能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是___(填字母编号)。

A.　　　 B.

C.　　　　 D.

（2）一定条件下工业合成尿素的总反应：CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)，t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.20molCO2和0.80molNH3，反应中CO2的物质的量随时间变化如下表所示：

①前40min内v(NH3)=___，此温度下该反应的平衡常数为___。

②30min时v正(CO2)___80min时v逆(H2O)(选填“>”，“=”或“<”)。

③在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.10molCO2和0.40molNH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将___(填“增大”、“不变”或“减小”)。

④氨碳比[]对合成尿素有影响，恒温恒容条件下将总物质的量为3mol的NH3和CO2的混合气体按不同的氨碳比进行反应，结果如图1所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化[]=___时，尿素产量最大；经计算，图中y=___(精确到0.01)。

（3）工业生产中为提高尿素的产率可采取的措施有___。

（4）近期科学家发现微生物可将生产废水中的尿素直接转化为对环境友好的两种物质，其工作原理如图2所示。回答下列问题：

①N极为___板(填“正”或“负”)，M电极反应式___。

②N极消耗标准状况下336L气体时，M极理论上处理的尿素的质量为___g。

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尿素[CO(NH2)2]是含氮量最高的氮肥。

(1) 已知工业上合成尿素的反应分为如下两步：

第1步：2NH3(I)+CO2(g) H2NCOONH4(I)　　 H1=-330.0kJ·mol-1

第2步：H2NCOONH4(I) H2O(I)+CO(NH2)2(I)　　　 H2=+226.3 kJ·mol-1

则下列各图能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是___________（填字母编号）。

(2)一定条件下工业合成尿素的总反应：CO2(g)+2HH3(g) CO(NH2)2(g)+H2O(g)，t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.20molCO2和0.80molNH3，反应中CO2的物质的量随时间变化如下表所示：

①前40min内v(NH3)=_________，此温度下该反应的平衡常数为___________。

②30min时v正(CO2)________80min时v逆(H2O)（选填“>”、“=”、“<”）。

③在100min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0.10molCO2和0.4molNH3，重新建立平衡后CO2的转化率与原平衡相比将________（填“增大”、“不变”、“减小”）

④氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素有影响，恒温恒容条件下将总物质的量为3mol的NH3和CO2的混合气体按不同氨碳比进行反应，结果如图1所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化，c线表示平和体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/n(CO2)]=______时，尿素产量最大，经计算图中y=_______（精确到0.01）。

图2

(3)工业生成中为提高尿素的产率可采取的措施有___________________。

(4)近期科学家发现微生物可将生产废水中的尿素直接转化为对环境友好的两种物质，其工作原理如图

2所示。回答下列问题：

①N极为_________极（填“正”、“负”），M电极反应式________________。

②N极消耗标准状况下33.6L气体时，M极理论上处理的尿素的质量为__________g。

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（13分）近些年来，世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素，研究这些化合物的综合处理具有重要意义。

（1）工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素，其总反应如下：

2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l)　 ，该反应在　　　　　　 （填“较高温度”或“较低温度”）下能自发进行。

（2）已知合成尿素分两步进行：

第1步：2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)　

第2步：NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l)　

下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g)，b表示NH2COONH4(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的是（填序号）　　　　　　 。

（3）合成尿素过程中，当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时，NH3

的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v逆(CO2) 　　　　　　 B点的逆反应速率

v逆 (CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。

②达到平衡时，CO2的转化率为 　　　　　　 。

（4）活性炭可用于处理大气污染物NO，在某1L恒容密闭容器中加入　 0.100molNO　　　　 和2.030mol固体活性炭（无杂质），生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：

①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。计算K1=　　　　　　 ，根据题给信息判断，T1和T2的关系是　　　　　　　　 。

A. T1>T2        B. T1<T2            C.无法比较

③若密闭容器为容积可变，根据化学反应原理，分析增加压强对该反应的影响　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。

（1）传统工业上利用氨气合成尿素

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)　　　 ΔH＝-159．47kJ/mol

NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　　 ΔH＝+72．49kJ/mol

反应2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g) 　 ΔH＝_____________kJmol。

②液氨可以发生电离：2NH3(l)NH2－+NH4＋，COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式______________。

（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH3作储氢材料已知：2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH＝+92．4 kJ/mol 。

①氨气自发分解的反应条件是________________（填“低温” 或 “高温”）。

②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

在600℃时催化效果最好的是________________（填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点， 原因是________________。

（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）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写出电解时A极的电极反应式：________________。

②写出第二步反应的化学方程式：__________________。

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛

（1）传统工业上利用氨气合成尿素

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)　　　　　 ΔH＝－159.47 kJ·mol－1

NH2CO2NH4(s)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　　 ΔH＝+ 72.49 kJ·mol－1

反应2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　 ΔH＝　　 　　　　　　 　　 kJ·mol－1。

②液氨可以发生电离：2NH3(l)NH2－ + NH4＋，COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素，写出该反应的化学方程式　　 　　　　　　　　　 　　 。

（2）氨气易液化，便于储运，可利用NH3作储氢材料

已知：2NH3(g)N2(g) + 3H2(g) ΔH＝+92.4 kJ·mol－1

① 氨气自发分解的反应条件是　　 　　　　　　　　 　 （填“低温” 或 “高温”）。

②其他条件相同，该反应在不同催化剂作用下反应，相同时间后，氨气的转化率随反应温度的变化如右图所示。

在600℃时催化效果最好的是　　 　　　　　　　　 　 （填催化剂的化学式）。c点氨气的转化率高于b点，原因是　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　 。

（3）垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物，把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池（电极为惰性材料）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写出电解时A极的电极反应式： 　　　　　　　　　　　　 　　 。

②写出第二步反应的化学方程式：　 　　　　　　　　　　　　 　　 。

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氮的单质及其化合物在生活和生产中有很重要的用途。

（1）氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料。在一定条件下用氮气和氢气合成氨气，然后再用氨氧化法制取硝酸。在整个生产过程中，氮气的利用率为85%。写出氨氧化法制取硝酸的反应式____________现有0.2t液态氮，能生产出浓度为40%的硝酸______________千克。

（2）向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性。金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。

①Cu与Cu2O的物质的量之比？____________

②硝酸的物质的量浓度？___________

（3）将30mLNO和O2混合气体通入过量NaOH溶液中，充分反应后，溶液中只含两种溶质（不考虑水解），且剩余气体体积为2mL。求原混合气体中NO和O2体积比？______________

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不属于氮的固定的是

A. 在根瘤菌作用下氮气转变成氮肥　　 B. 打雷时氮气转变成一氧化氮

C. 氨气与二氧化碳反应生成尿素　　 D. 氮气与氢气合成氨

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二氧化碳和氨是重要的化工产品，是纯碱工业、制造硝酸、铵盐和氮肥等的原料。

（1）CO2的电子式是　　　　　　　　　　　 。

（2）以NH3与CO2为原料合成尿素[化学式为CO(NH2)2]的主要反应如下：

① 2NH3(g)+CO2(g) = NH2CO2NH4(s)　　 △H=－l59.5 kJ·mol-1

② NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H=+116.5 kJ·mol-1

③ H2O(1) = H2O(g)　 △H=+44.0kJ·mol-1

写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式　　　　　　　　　　 ；

（3）NH3和O2在铂系催化剂作用下从145℃就开始反应：

4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　 △H＝－905kJ·mol-1

不同温度下NO产率如下图1所示，由此图可知温度对NO产率的影响规律为　　　　　　　　　　 ，请用化学反应速率和化学平衡理论解释其原因：　　　　　　　　　　　 　　 。

图1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2

（4）以NO2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如图2所示，在使用过程中石墨I电极反应生成一种氧化物Y，有关石墨I电极反应可表示为_______________。

（5）已知常温下NH3·H2O的电离平衡常数K=1.75×10－5，H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10－7，K2=4.7×10－11。 常温下，用氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液，NH4HCO3溶液显__________（填“酸性”、“中性”或“碱性”）；计算反应NH4++HCO3—+H2ONH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=　　　　　　 　 （结果保留2位有效数字）。

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