尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。
(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:
第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。
已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。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ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡总压强/Kpa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡气体总浓度/10-3mol/L | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
(3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6KJ/mol
则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。
高二化学填空题极难题
尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。
(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:
第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。
已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。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ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡总压强/Kpa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡气体总浓度/10-3mol/L | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
(3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6KJ/mol
则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。
高二化学填空题极难题查看答案及解析
尿素(H2NCONH2)是一种农业生产中常用的氮肥。在工业上,尿素还用于制造有机铁肥,如[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3
(1)基态Fe3+的核外电子排布式为________。
(2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是________。
(3)六氰合亚铁离子(Fe(CN))中的配体CN-中C原子的杂化轨道类型是________,写出一种与CN-互为等电子体的单质分子的结构式________。
(4)在一定条件下,NH3与CO2能合成尿素,1 mol尿素分子中,σ键的数目为________。
(5)有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3化合物中,中心离子为 ____________ ,外界离子的中心原子的杂化方式:_____________ 外界离子的空间构型:___________ 。
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
(11分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一.其工业合成原理为:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H=﹣92.4kJ•mol﹣1.在密闭容器中,使2mol N2和6mol H2混合发生以上反应。
(1)当反应达到平衡时,N2和H2的浓度比是 ,N2和H2的转化率比是
(2)升高平衡体系的温度(保持体积不变),混合气体的平均相对分子质量 (填“变大”“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时,充入氩气并保持压强不变,平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动
(4)若容器恒容、绝热,加热使容器内温度迅速升至原来的2倍,平衡将 (填“向左移动”“向右移动”或“不移动”).达到新平衡后,容器内温度 (填“大于”“小于”或“等于”)原来的2倍.
(5)下图表示工业500℃、60.0MPa条件下合成氨,原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系.根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数:___ ___。
(6)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-);用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb=_________________。
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(15分)氨气是一种重要的化工原料,大量用于制造尿素、纯碱、铵态氮肥以及硝酸,在有机合成工业中制合成纤维、塑料、染料等。请回答下列问题:
(1)氨气是工业制备硝酸的重要原料,已知下列三个热化学方程式:
① N2 (g)+ 3H2 (g) 2NH3 (g) △H1
② 4NH3(g) +5O2 (g)= 4NO(g) +6H2O(l) △H2
③ N2 (g)+ O2 (g)= 2NO (g) △H
能否应用△H1和△H2表示△H?
若能用△H1和△H2表示△H,则写出△H=________;若不能,说明理由:
________。
(2)在相同的温度下,容积相等的两个恒容密闭容器(编号分别为a和b)中,一定量的氮气和氢气发生下列可逆反应:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol
实验测得反应起始时各物质的物质的量及平衡时放出的热量如下表:
容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 平衡时反应 | ||
N2 | H2 | NH3 | ||
a | 1 | 3 | 0 | 23.1 |
b | 2 | 6 | 0 | 未知(用E表示) |
下列说法正确的是________(填序号)
① 反应a和反应b的氢气转化率相同
②利用已知数据可以计算反应b的平衡常数
③利用已知数据可以计算反应b放出的能量E
④平衡时a、b两个反应的氨气体积分数为1:1
(3)温度为400℃、压强为30Mpa的情况下,密闭容器中发生氢气与氮气的合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0 。
氨气的物质的量[n(NH3)]和氢气的物质的量[n(H2)]随时间变化的关系如下图:
正反应速率最大的点是________(选填a、b、c、d中的一个或几个),氮气的物质的量[n(N2)]相等的两点是________(选填a、b、c、d中的两个);保持其他条件不变,将温度改为600℃,在上图中画出反应达到平衡的过程中氨气的变化曲线。
(4)工业合成氨用煤制备原料气氢气时,往往排放大量的二氧化碳。实际工业生成中可利用二氧化碳联合生产二甲醚(CH3OCH3),一定条件下,在容积固定的密闭设备中发生反应:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H<0
两个密闭恒容容器中在温度均为T且保持不变的情况下进行上述反应,一段时间后测得两个容器中有关数据及正逆反应速率关系如下表:
容器 | c(CO2) /mol·L-1 | c(H2) /mol·L-1 | c(CH3OCH3) /mol·L-1 | c(H2O) /mol·L-1 | v (正)和v (逆)比较 |
容器I | 1.0×10-2 | 1.0×10-2 | 1.0×10-4 | 1.0×10-4 | v (正)=v (逆) |
容器II | 2.0×10-2 | 1.0×10-2 | 1.0×10-4 | 2.0×10-4 |
容器I中的反应________(选填“是”或“否”)达到平衡状态,该反应在温度为T时的平衡常数K=________。表格内的空格处v(正)与v(逆)的大小关系是________。
高二化学填空题简单题查看答案及解析
Ⅰ.尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
(1)写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_________________________
(2)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的物质的量随时间的变化如下图所示:
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。
(3)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时,阳极的电极反应式为________________________________。
Ⅱ.用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s ) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_______Kc(B) (填 “﹥”、“<”或“﹦”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
高二化学综合题困难题查看答案及解析
Ⅰ.尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
(1)写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_________________________
(2)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的物质的量随时间的变化如下图所示:
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。
(3)电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制纯净氢气的过程中同时产生氮气。电解时,阳极的电极反应式为________________________________。
Ⅱ.用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s ) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_______Kc(B) (填 “﹥”、“<”或“﹦”)。
②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
高二化学综合题困难题查看答案及解析
(共14分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2L的密闭容器中加入0.2 molN2;的和0.6 molH2的,在一定条件下发生反应: ,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3 的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v( N2)=____。
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有______。
A.加了催化剂 B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度 D.加入一定量氮气
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:
,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
请完成下列问题:
①试比较 、 的大小, ____ (填“<”、“>”或“=”):
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是____(填序号字母)
A.容器内 N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
B.
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应 的化学平衡常数为____。当测得NH3、N2和H2 物质的量分别为3 mol、2 mol和1 mol时,则该反应的 (填“<”、“>”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是____。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
高二化学填空题极难题查看答案及解析
(16分)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2在一定条件下发生反应: N2(g) +3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=________。平衡时H2的转化率为________。
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有________。
A.加了催化剂 B.增大容器体积C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K3 | 0.5 |
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1________K2(填“<”“>”或“=”);
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2 B.v(H2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为________。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时,则该反应的v(N2)正________ v(N2)逆(填“<”“>”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是________。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
高二化学填空题极难题查看答案及解析
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定条件下发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=________。平衡时H2的转化率为________。
(2)平衡后,若要提高H2的转化率,可以采取的措施有________。
A.加了催化剂 B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度 D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1________K2(填“<”、“>”或“=”);
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.v(N2)正=3v(H2)逆
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为________。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时,则该反应的v(N2)正________v(N2)逆(填“<”、“>”或“=”)。
(4)根据化学反应速率和化学平衡理论,联系合成氨的生产实际,你认为下列说法不正确的是________。
A.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品
B.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品
C.催化剂的使用是提高产品产率的有效方法
D.正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可以提高化工生产的综合经济效益
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,合成氨工业在国民生产中有重要意义。以下是关于合成氨的有关问题,请回答:
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2在一定条件下发生反应: N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,若在5分钟时反应达到平衡,此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则前5分钟的平均反应速率v(N2)=___________。平衡时H2的转化率为__________。
(2)平衡后,若提高H2的转化率,可以采取的措施有____________________。
A.加了催化剂
B.增大容器体积
C.降低反应体系的温度
D.加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示:
T/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | K1 | K2 | 0.5 |
请完成下列问题:
①试比较K1、K2的大小,K1_________________K2(填“<”“>”或“=” );
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是_______(填序号字母)
A.容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1:3:2
B.v(H2)正=3v(N2)逆
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
③400℃时,反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数为_______。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时,则该反应的v(N2)正________v(N2)逆(填“<”“>”或“=”)。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析