氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品
(1)已知:25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式 | HNO2 | H2N2O2 |
电离常数 | Ka=5.1×10−4 | Ka1=6.17×10−8 、Ka2=2.88×10−12 |
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2)_________pH(NaHN2O2)(填“>”“<”或“=”)。
②25℃时,NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=____(保留三位有效数字)。
③0.1mol/L NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小为:________________________________
(2)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH1=−159.5 kJ·mol−1;
反应II:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5 kJ·mol−1;
反应III:H2O(l)H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol−1。
则反应IV:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为__________________。
(3)T1℃时,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入n(NH3)∶n(CO2)=2∶1的原料气,使之发生反应IV,反应结束后得到尿素的质量为30 g,容器内的压强(p)随时间(t)的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为______________。
②图2中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)。
高三化学综合题中等难度题
氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品
(1)已知:25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式 | HNO2 | H2N2O2 |
电离常数 | Ka=5.1×10−4 | Ka1=6.17×10−8 、Ka2=2.88×10−12 |
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2)_________pH(NaHN2O2)(填“>”“<”或“=”)。
②25℃时,NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=____(保留三位有效数字)。
③0.1mol/L NaHN2O2溶液中离子浓度由大到小为:________________________________
(2)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) ΔH1=−159.5 kJ·mol−1;
反应II:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2=+116.5 kJ·mol−1;
反应III:H2O(l)H2O(g) ΔH3=+44.0 kJ·mol−1。
则反应IV:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为__________________。
(3)T1℃时,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入n(NH3)∶n(CO2)=2∶1的原料气,使之发生反应IV,反应结束后得到尿素的质量为30 g,容器内的压强(p)随时间(t)的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为______________。
②图2中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为________(填曲线标记字母)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
氨是重要的基础化工原料,可以制备亚硝酸(HNO2)、连二次硝酸(H2N2O2)、尿素[CO(NH2)2]等多种含氮的化工产品。
(1)水能发生自偶电离2H2OH3O++OH-,液氨比水更难电离,试写出液氨的自偶电离方程式_______。
(2)25℃时,亚硝酸和连二次硝酸的电离常数如下表所示:
化学式 | HNO2 | H2N2O2 |
电离常数 | Ka=5.1×10-4 | Ka1=6.17×10-8、Ka2=2.88×10-12 |
①物质的量浓度相同的NaNO2和NaHN2O2溶液的pH(NaNO2)_____pH(NaHN2O2)(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时NaHN2O2溶液中存在水解平衡,其水解常数Kh=_______(保留三位有效数字)。
③0.lmol/LNa2N2O2溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________。
(3)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) △H1=-159.5kJ•mol-1;
反应II:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H2=+116.5kJ•mol-1;
反应III:H2O(l)═H2O(g) △H3=+44.0kJ•mol-1。
则反应Ⅳ:NH3与CO2合成尿素同时生成液态水的热化学方程式为____________。
(4)T1℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入n(NH3):n(CO2)=2:l的原料气,使之发生反应Ⅳ,反应结束后得到尿素的质量为30g,容器内的压强p随时间t的变化如图1所示。
①T1℃时,该反应的平衡常数K的值为___________。
②图2中能正确反应平衡常数K随温度变化关系的曲线为__________(填字母标号)。
(5)据文献报道,二氧化碳可以在酸性水溶液中用惰性电极电解制得乙烯,其原理如图3所示。则b电极上的电极反应式为______________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
氨是重要的基础化工原料,可以制备尿素[CO(NH2)2]、N2H4等多种含氮的化工产品。
(1)以NH3与CO2为原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化学反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:H2O(1)=H2O(g) △H3=+44.0 kJ·mol-1
则反应:__________kJ/mol
(2)将氨气与二氧化碳在有催化剂的反应器中反应,体系中尿素的产率和催化剂的活性与温度的关系如图1所示:
①a点________(填是或不是)处于平衡状态,T1之后尿素产率下降的原因是___________________________。
②实际生产中,原料气带有水蒸气,图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比
的变化关系。曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比最大的是___________,测得b点氨的转化率为30%,则x=___________________。
③已知该反应的,
,k(正)和k(逆)为速率常数,则平衡常数K与k(正),k(逆)的关系式是____________________________________。
(3)N2H4可作火箭推进剂。已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
;
①25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使,同时
,应控制溶液pH范围_____________(用含a、b式子表示)。
②水合肼(N2H4·H2O)的性质类似一水合氨,与硫酸反应可以生成酸式盐,该盐的化学式为_______________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
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)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
碳和氮的许多化合物在工农业生产和生活中有重要的作用。
(1)工业上生产硝酸所需要的一氧化氮常用氨气来制备,该反应的化学方程式为 。
(2)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2 NH4(s) △H=-l59.5 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H=+116.5 kJ·mol-1
③H2O(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)以氨气代替氢气研发氨燃料电池是当前科研的一个热点,已知氨燃料电池使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液,电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O。该电池负极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移的电子数为 (阿伏加德罗常数的值用NA表示)。
(4)用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g) △H=Q kJ·mol-1。
在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
时间(Min) 浓度(mol·L-1) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①T1℃时,该反应的平衡常数K= ;
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母编号)。
a.加入一定量的活性炭 b.通人一定量的NO
c.适当缩小容器的体积 d.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则Q 0(填“>”或“<”)。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
氨气是一种重要的化工原料,在工农业中都有广泛的应用。
(1)NH3和CO2在120℃和催化剂的作用下可以合成尿素,反应方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)。某实验小组向一个容积不变的真空密闭容器中充入与
合成尿素。在恒定温度下,混合气体中
的含量随时间的变化关系如图所示
该条件下尿素为固体
。A点的正反应速率
______ B点的逆反应速率
填“大于”、“小于”或“等于”
,
的平衡转化率为______。
(2)氨基甲酸铵是合成尿素过程中的中间产物。现将体积比为2:1的
和
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反应并达到平衡:
。实验测得在不同温度下的平衡数据如表:
温度 | | | | | |
平衡气体总浓度 | | | | | |
①上述反应的焓变:______
填“
”、“
”或“
”,下同
,熵变
______
根据表中数据,列出
时该反应的化学平衡常数的计算式
______
不要求计算结果
。
②若从已达平衡状态的上述容器中分离出少量的氨基甲酸铵晶体,反应物的转化率将______填“增大”、“减小”或“不变”
。
(3)向含的溶液中滴加bL氨水后溶液恰好呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将______
填“正向”、“不”或“逆向”
移动,所滴加氨水的浓度为______
时,
的电离平衡常数
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
碳酸锶是重要的化工基础原料,由工业级硝酸锶(含有Ba2+、Ca2+、Mg2+等杂质)制备分析纯碳酸锶的工艺流程如下:
已知:①BaCrO4不溶于水,在水溶液中Cr2O72-与Ba2+不能结合。
②常温下,各物质的溶积常数如下表所示:
化合物 | Ca(OH)2 | CaC2O4 | Mg(OH)2 | MgC2O4 | Cr(OH)3 |
Ksp近似值 | 5.0×10-6 | 2.2×10-9 | 5.6×10-12 | 4.8×10-6 | 10-30 |
(1)“除钡”过程中CrO42-在不同pH时的利用率随时间变化曲线如下图所示,根据图像分析“除钡”过程中需要调节pH=7.5的原因_______________________________。
(2)“还原”过程中,应先调节pH=1.0,再加入草酸,加入草酸时发生反应的离子方程式为_____________________________。
(3)“滤渣Ⅱ”的主要成分为________________。
(4)“除Ca2+、Mg2+”后得到的滤液中除含有Sr(NO3)2外还含有过量的NH3·H2O,则“成盐”过程中发生反应的离子方程式为__________________________。
(5)“粗品SrCO3”烘干过程中除去的主要杂质为_____________________。
(6)在“中和、沉淀”步骤中,假定开始Cr3+,Zn3+浓度为0.1mol/L,调节至pH为_______时,铬开始沉淀;继续加碱调节至pH为_____时,铬刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-6mol/L时,即可认为该离子沉淀完全)。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
(15分)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) ==2 NH3(g)+CO2(g) △H = +133.6 kJ/mol。该反应的化学平衡常数的表达式K= 。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.降低温度使尿素的转化率增大
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
结合①中信息,尿素还原NO(g)的热化学方程式是 。
②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[(NH3)]随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率V(正)(CO2) b点的逆反应速率V(逆)(CO2)(填“>”、“=”或“<”);氨气的平衡转化率是 。
(2)NO2会污染环境,可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。已知9.2 g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1 mol,此反应的离子方程式是 ;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+)>______。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
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)2 NH3(g)+CO2(g) △H=+133.6 kJ/mol。该反应的化学平衡常数的表达式K= 。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. 降低温度使尿素的转化率增大
②尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
结合①中信息,尿素还原NO(g)的热化学方程式是 。
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[φ(NH3)]随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率v正(CO2) b点的逆反应速率v(逆)(CO2)(填“>”、“=”或“<”);氨气的平衡转化率是 。
(2)NO2会污染环境,可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。已知9.2 g NO2和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1 mol,此反应的离子方程式是 ;恰好反应后,使溶液中的CO2完全逸出,所得溶液呈弱碱性,则溶液中存在的所有离子浓度大小关系是c(Na+)>________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析