合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。
I.在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:
3H2(g) + N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 |
达到平衡的时间/min | 5 | 8 | |
平衡时N2的浓度/mol·L-1 | c1 | 1.5 | |
NH3的体积分数 | ω1 | ω3 | |
混合气体密度/g·L-1 | ρ1 | ρ2 |
(1)容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。
(2)在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=________(用含c1的代数式表示)。
(3)分析上表数据,下列关系正确的是________(填序号):
a.2c1 > 1.5 b.2ρ1 = ρ2 c.ω3 = ω1
II.工业上用氨气合成尿素(H2NCONH2)的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4 (l) (氨基甲酸铵) △H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L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左下图I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第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示,则△H2 ________ 0;③若第一步反应升温时氨气浓度增大,请在图II中画出第一步反应K1随温度T变化曲线,并作出必要的标注。
(5)氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2,将其转化为N2。
①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为:CO(NH2)2+NO+NO2 =CO2+2N2+2H2O
该反应中的氧化剂为________(写化学式)。
②已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H =a kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) △H2=bkJ· kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H = c kJ·mol-1
则4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H=________。
③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为________。
高三化学计算题极难题
合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。
I.在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:
3H2(g) + N2(g)2NH3(g),按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 3 mol H2、2 mol N2 | 6 mol H2、4mol N2 | 2 mol NH3 |
达到平衡的时间/min | 5 | 8 | |
平衡时N2的浓度/mol·L-1 | c1 | 1.5 | |
NH3的体积分数 | ω1 | ω3 | |
混合气体密度/g·L-1 | ρ1 | ρ2 |
(1)容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。
(2)在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=________(用含c1的代数式表示)。
(3)分析上表数据,下列关系正确的是________(填序号):
a.2c1 > 1.5 b.2ρ1 = ρ2 c.ω3 = ω1
II.工业上用氨气合成尿素(H2NCONH2)的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4 (l) (氨基甲酸铵) △H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L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左下图I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第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示,则△H2 ________ 0;③若第一步反应升温时氨气浓度增大,请在图II中画出第一步反应K1随温度T变化曲线,并作出必要的标注。
(5)氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2,将其转化为N2。
①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为:CO(NH2)2+NO+NO2 =CO2+2N2+2H2O
该反应中的氧化剂为________(写化学式)。
②已知:N2(g)+O2(g)= 2NO(g) △H =a kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) △H2=bkJ· kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H = c kJ·mol-1
则4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H=________。
③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为________。
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在工业合成尿素时常用与作原料进行生产.
如图为合成氨反应,氮气、氢气按体积比为1:3投料时不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,平衡混合物中氨的体积分数图象.
若分别用和表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率,则 ______ 填“”、“”或“”.
在、下,的转化率为
______ 计算结果保留小数点后1位.
将氨水与的盐酸等体积混合,若反应后混合溶液显碱性,则反应混合液中各离子浓度由大到小的顺序为 ______ .
与 经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:
与 反应生成尿素的热化学方程式为 ______ .
工业上合成尿素时,既能加快反应速率,又能提高原料利用率的措施有 ______ 填序号
A.升高温度 加入催化剂 将尿素及时分离出去 增大反应体系的压强
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为的密闭容器中投入4mol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所示:
已知总反应的速率通常由慢的一步反应决定,则合成尿素总反应的速率由第 ______ 步反应决定.
反应进行到10min时测得的物质的量如图所示,则用表示的第一步反应的速率 ______ .
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
合成氨是最重要的化工生产。
(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 L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左下图I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 决定。
(2)合成氨反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),使用催化剂反应的△H (填“增大”“减小”或“不改变”
(3)合成氨盐也是氨的重要用途,测定其中的含氮量可以采用“甲醛法”。即
现有一种纯净的铵盐,可能是硝酸铵、硫酸铵或碳酸铵中的一种。称取2克该铵盐溶于水,加入足量的甲醛溶液后,再加入水配成100 mL,浴液,取出10mL,滴人酚酞后再逐滴滴入溶液,当滴到25 mL时溶液呈粉红色,且在半分钟内不褪色,则该铵盐中氮的质量分数是 。
(4 )拆开 1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,写出N2+3H2 2NH3反应的热化学方程式 ,
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在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应: 。按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物的投入量 | 3 molH2、2 molN2 | 6 molH2、4 molN2 | 2 molNH3 |
达到平衡的时间/min | 5 | 8 | |
平衡时N2的浓度/ mol·L-1 | c1 | 1.5 | |
NH3的体积分数 | φ1 | φ2 | |
混合气体的密度/g·L-1 | ρ1 | ρ2 |
下列说法不正确的是
A.容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=0.3mol·L-1·min-1
B.在该温度下甲容器中反应的平衡常数
C.2c1<1.5
D.2ρ1=ρ2
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在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)。按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下∶
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物的投入量 | 3 molH2、2 molN2 | 6 molH2、4 molN2 | 2 molNH3 |
达到平衡的时间/min | 5 | 8 | |
平衡时N2的浓度/ mol·L-1 | c1 | 1.5 | |
NH3的体积分数 | φ1 | φ2 | |
混合气体的密度/g·L-1 | ρ1 | ρ2 |
下列说法不正确的是
A.容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=0.3mol·L-1·min-1
B.在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=
C.2c1<1.5
D.2ρ1=ρ2
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在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:
3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)。按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:
下列说法正确的是
A.容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=1.5mol·L-1·min-1
B.2c1<1.5
C.2ρ1=ρ2
D. 在该温度下甲容器中反应的平衡常数
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(1)“一氧化碳变换”是合成氨原料气生产中的重要环节,其反应方程式为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | CO2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 650 | 2 | 1 | A | B | t |
①实验1中从反应开始到达到平衡,以H2的浓度变化表示的反应速率为_________
②A=_________
③平衡常数:K(900℃)_________K(650℃) (填“>”、“<”或“=”).
(2)温度是一氧化碳变换中最重要的工艺条件,实际生产过程中将温度控制在400℃左右,可能的原因是___________。
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________________
a.v正(CO)=v逆(H2) b.气体的密度不随时间而变化
c.H2和CO2的比例保持不变 d.气体的压强不再发生变化
(4)C、H、O、N元素中,写出两两组合(不能重复)形成的非极性分子的电子式_________,极性分子的电子式_________。这四种元素形成的化合物_________(填“一定是”、“一定不是”、“不一定是”)离子化合物。
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碳、氮、硫及其化合物对生产、生活有重要的意义。
(1)以与为原料可合成尿素。已知:
①
②
③
写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式________。
(2)高温下,CO2与足量的碳在密闭容器中实现反应:。向容积为1L的恒容容器中加入0.2molCO2,在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度随温度的变化如图所示。则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应;某温度下若向该平衡体系中再通入0.2molCO2,达到新平衡后,体系中CO的百分含量________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:,平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:
①650℃时,反应达平衡后的转化率为________。
②℃时,平衡常数________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压体积分数)。
(4)与能发生反应:
在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比进行多次实验(各次实验的温度可能相同,也可能不同),测定的平衡转化率。部分实验结果如图所示:
①当容器内________(填标号)不再随时间的变化而改变时,反应达到平衡状态。
A.气体的压强 B.气体的平均摩尔质量 C.气体的密度 D.的体积分数
②如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是________。
③若A点对应实验中,的起始浓度为,经过达到平衡状态,该时段化学反应速率________。
④图中C、D两点对应的温度分别为℃和℃,通过计算判断________(填“”、“”或“”)。
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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:
(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。
①A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.分离出少量的尿素,反应物的转化率将增大
B.平衡时再充入一定量NH3 (g),CO2的转化率增大
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尿素的产率
(2)合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l) (氨基甲酸铵) △H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L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下图Ⅰ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,总反应进行到 _______ min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=_________ 。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2 ________0(填“>”“<”或“=”)
④第一步反应的△S ________0(填“>”、“<”或,“=”),在________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(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+)= _____________________;NH4+水解平衡常数值为______________。
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