题目内容
以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：
请填写下列空白：
（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是：
（2）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：
（3）当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60×107L甲烷为原料能够合成
（4）已知尿素的结构简式为
，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：
①
；②
．
请填写下列空白：
（1）已知0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量．该反应的热化学方程式是：
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2aKJ/mol
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2aKJ/mol
．（2）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气请应用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：
增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率，增大氢气和氮气浓度，减少氨气浓度有利于平衡正向进行
增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率，增大氢气和氮气浓度，减少氨气浓度有利于平衡正向进行
（3）当甲烷合成氨气的转化率为75%时，以5.60×107L甲烷为原料能够合成
1.12×108
1.12×108
L氨气（假设体积均在标准状况下测定）．（4）已知尿素的结构简式为
，请写出两种含有碳氧双键的尿素的同分异构体的结构简式：①
分析：（1）要注意化学计量数与△H的数值相一致，同时还要注意反应物和生成物的状态；
（2）将氨分离出来，可减少生成物浓度，化学平衡正向移动；补充氮气和氢气，增大生成物浓度，利于增大反应速率；
（3）根据甲烷生成氢气、氢气合成氨的化学方程式，找出甲烷与氨的关系式并进行计算．
CH4+H2O═CO+3H2；
CO+H2O═CO2+H2；
N2+3H2═2NH3；设合成氨气体积为X，故可得关系式：
CH4～～～
NH3
（4）依据尿素分子结构写出结构简式，含碳氧双键的同分异构体是分子式和尿素相同，结构不同的物质．
（2）将氨分离出来，可减少生成物浓度，化学平衡正向移动；补充氮气和氢气，增大生成物浓度，利于增大反应速率；
（3）根据甲烷生成氢气、氢气合成氨的化学方程式，找出甲烷与氨的关系式并进行计算．
CH4+H2O═CO+3H2；
CO+H2O═CO2+H2；
N2+3H2═2NH3；设合成氨气体积为X，故可得关系式：
CH4～～～
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| 3 |
（4）依据尿素分子结构写出结构简式，含碳氧双键的同分异构体是分子式和尿素相同，结构不同的物质．
解答：解：（1）0.5mol甲烷和0.5mol水蒸气在t℃，p kPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，1mol甲烷和1mol水蒸气完全反应生成氢气和一氧化碳气体吸热2aKJ热量，反应的热化学方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2aKJ/mol，
故答案为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2aKJ/mol；
（2）在合成氨的实际生产过程中，采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气，增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率；增大氢气和氮气浓度，减少氨气浓度有利于平衡正向进行，
故答案为：增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率，增大氢气和氮气浓度，减少氨气浓度有利于平衡正向进行；
（3）根据甲烷生成氢气、氢气合成氨的化学方程式，CH4+H2O═CO+3H2；CO+H2O═CO2+H2；N2+3H2═2NH3；故可得关系式：
CH4～～～
NH3
1
5.60×107L×75% X
X=1.12×108L；
故答案为：1.12×108；
（4）尿素的结构简式为：，含有双键与尿素是同分异构体的物质，可以改变碳氧双键所连接的原子团或原子写出，同分异构体为：，；
故答案为：；．
故答案为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+2aKJ/mol；
（2）在合成氨的实际生产过程中，采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气，增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率；增大氢气和氮气浓度，减少氨气浓度有利于平衡正向进行，
故答案为：增大氢气和氮气的浓度有利于增大反应速率，增大氢气和氮气浓度，减少氨气浓度有利于平衡正向进行；
（3）根据甲烷生成氢气、氢气合成氨的化学方程式，CH4+H2O═CO+3H2；CO+H2O═CO2+H2；N2+3H2═2NH3；故可得关系式：
CH4～～～
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| 3 |
1
| 8 |
| 3 |
5.60×107L×75% X
X=1.12×108L；
故答案为：1.12×108；
（4）尿素的结构简式为：
，含有双键与尿素是同分异构体的物质，可以改变碳氧双键所连接的原子团或原子写出，同分异构体为：，；故答案为：
；．点评：本题考查了热化学方程式的书写方法，热化学方程式的计算应用，物质结构的分析判断，同分异构体书写的原则和概念应用，题目难度中等．
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尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高氮化肥,以天然气（含H2S)为原料 合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤未列出）。
请回答下列问题：
（1）反应①的离子方程式是______________
（2）天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与02反应的化学方程式是_______。
（3）反应②是放热反应，温度升高，该反应的平衡常数_______ (填 “增大”、“减小” 或“不变”)。H2NCOONH4 (氨基甲酸铵）是合成尿素的中间体，其中碳原子的杂化轨道类型是_______杂化。
（4）如果整个生产过程釆用绿色化学工艺，则生产 120t尿素理论上需要 CH4___m3 (标准状况）。
（5）化学家正在研究尿素动力燃料电池，尿液也能发电！用这种电池直接去除城市废水中的尿素，既能产生净化的水又能发电。尿素燃料电池结构如图所示，工作时负极的电极反应式为__________
