题目内容

(16分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
⑴工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为     
⑵当氨碳比=4时,CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示。

①A点的逆反应速率v(CO2)      B点的正反应速率v(CO2)(填 “大于”、“小于”或“等于”)
②NH3的平衡转化率为       
⑶人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如右图。

①电源的负极为       (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为              
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将       ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为       g(忽略气体的溶解)。
(1)2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O (2)①小于    ②30%
(3)①B    ②2Cl--2e-=Cl2↑    CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl   ③不变  7.2
(1)根据反应物和生成物可知,反应的方程式是2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O。
(2)①根据图像可知,B点CO2的转化率不再发生变化,所以是平衡状态。因此A点没有达到平衡状态,因此A点的逆反应速率小于B的点的正反应速率;如果设CO2的物质的量是1mol,则氨气是4mol。根据图像可知,CO2的转化率是0.6,则消耗CO2是0.6mol,所以消耗氨气是1.2mol,因此氨气的转化率是1.2÷4=0.3,即30%。
(3)①根据装置图可知,和电源B极相连的产生氢气,所以该电极是阴极,氢离子放电,所以B是电源的负极,A是正极。
②阳极失去电子,所以溶液中的氯离子放电,生成氯气。氯气具有氧化性,能氧化尿素生成氮气和CO2,方程式分别是2Cl--2e-=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl。
练习册系列答案
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氮是大气中含量丰富的一种元素,氮及其化合物在生产、生活中有着重要作用,减少氮氧化物的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列氮及其化合物的相关问题:
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(2)据报道,NH3可直接用作车用燃料电池,写出该电池的负极反应式:                          
(3)在T1℃时,将5 mol N2O5置于10L固定容积的密闭容器中发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g);△H>0。反应至5分钟时各物质的浓度不再发生变化,测得NO2的体积分数为50%。
①求该反应的平衡常数K=        (数字代入式子即可),上述平衡体系中O2的体积分数为__________。
②用O2表示从0~5 min内该反应的平均速率υ(O2)=        
③将上述平衡体系的温度降至T2℃,密闭容器内减小的物理量有        
A.压强           B.密度          C.反应速率          D.N2O5的浓度
(4)在恒温恒容的密闭容器中充入NO2,建立如下平衡:2NO2(g)N2O4(g),平衡时N2O4与NO2的物质的量之比为a,其它条件不变的情况下,分别再充入NO2和再充入N2O4,平衡后引起的变化正确的是__________。
A.都引起a减小   B.都引起a增大   C.充入NO2引起a减小,充入N2O4引起a增大
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(10分)肼(N2H4)又称联氨,广泛用于火箭推进剂、有机合成及燃料电池,NO2的二聚体N2O4则是火箭中常用氧化剂。试回答下列问题
(1)肼燃料电池原理如图所示,左边电极上发生的电极反应式为_________。
(2)火箭常用N2O4作氧化剂,肼作燃料,已知:

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)         △H =-67.7kJ·mol-1
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试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方________。
(3)联氨的工业生产常用氨和次氯酸钠为原料获得,写出反应的离子方程式为_  __。
(4)如图所示,A是由易导热材料制成的体积不变的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的体积可变的透明气囊(体积改变过程中囊体弹力改变忽略不计)。关闭K2,将各1 mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时A、B的体积相同均为a L。

①B中可通过________________判断可逆反应2NO2N2O4已经达到平衡。
②若打开K2,平衡后B容器的体积缩至0.4a L,则打开K2之前,气球B体积为______L。
③若容器A中到达平衡所需时间t s,达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍,则    平均化学反应速率v(NO2)等于____________________(用含a、t的代数式表示)。
④若平衡后在A容器中再充入0.5mol NO2,则重新到达平衡后,平衡混合气中NO2的体积分数_______________(填 “变大”“变小”或“不变”)。
(本题共8分)
水煤气法制甲醇工艺流程框图如下

(注:除去水蒸气后的水煤气含55~59%的H2,15~18%的CO,11~13%的CO2,少量的H2S、CH4,除去H2S后,可采用催化或非催化转化技术,将CH4转化成CO,得到CO、CO2和H2的混合气体,是理想的合成甲醇原料气,即可进行甲醇合成)
(1)制水煤气的主要化学反应方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),此反应是吸热反应。①此反应的化学平衡常数表达式为                     ;
②下列能提高碳的平衡转化率的措施是                     。
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② Y在T2℃时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;
③ Z在T3℃时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;
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物质
H2
CO
CH3OH
浓度/(mol·L1
0.2
0.1
0.4
①比较此时正、逆反应速率的大小:v        v(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入同样多的CO、H2,在T5℃反应,10 min后达到平衡,此时c(H2)=0.4 mol·L1、c(CO)=0.7 mol·L1、则该时间内反应速率v(CH3OH) =            mol·(L·min)1
(4)生产过程中,合成气要进行循环,其目的是                                  

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