题目内容

【题目】尿素[CO(NH2)2] 是首个由无机物合成的有机化合物,通常用作植物的氮肥。合成尿素的主要反应如下:

i. 2NH3(l) + CO2(g) (l)(氨基甲酸铵) H=-a kJ/mol

ii. (l) (l) + H2O(l) H+b kJ/mol

iii. 2(缩二脲)+NH3 (副反应,程度较小)

1)实验室制取氨气的化学方程式是__________________

2CO(NH2)2C+4价,N的化合价_______

3CO2NH3合成尿素的热化学方程式为___________________________

4)工业上提高氨碳比(),可以提高尿素的产率,结合反应iiii,解释尿素产率提高的原因______

5)某科研小组模拟工业合成尿素,一定条件下,在0.5L的密闭容器中投入4molNH31molCO2,测得反应中各组分的物质的量随时间变化如图1所示:

①反应进行到10min时,用CO2表示反应i的速率υ(CO2)________

②合成总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素的总反应的快慢由第______步反应决定(填“i”或“ii”)。

6)我国研制出非贵金属镍钼基高效电催化剂,实现电解富尿素废水低能耗制H2(装置如图2)。总反应为:CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2

A电极连接电源的_______极(填“正”或“负”)。

A电极的电极反应为______

【答案】2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O 3 2NH3(l) +CO2(g)(l) +H2O(l) △H =(b-a)kJ/mol 提高氨碳比()有利于反应iii正向移动,促进甲基甲酸铵分解生成尿素,有利于反应ⅲ逆向移动,抑制副反应ⅲ的发生,从而提高尿素产率 0.148mol/(L·min) ii CO(NH2)2 6e+H2O = N2+CO2+6H+

【解析】

3)利用盖斯定律计算;

4)从反应iiii的平衡移动方向解答;

5)由图含量变化的斜率大小可判断速率大小;

6)由总反应方程式和图每个电极产物可判断电极反应。

1)实验室由NH4Cl固体和Ca(OH)2固体混合加热制取氨气,化学方程式是2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O

2)其中H+1价,由化合物中正负代数和为0CO(NH2)2C+4价,算出N的化合价为-3

3)由盖斯定律,CO2NH3合成尿素的热化学方程式由反应i+反应ii,可得:2NH3(l) +CO2(g)(l) +H2O(l) H =(b-a)kJ/mol

4)从反应iiii的平衡移动方向解答:提高氨碳比()有利于反应iii正向移动,促进甲基甲酸铵分解生成尿素,有利于反应逆向移动,抑制副反应的发生,从而提高尿素产率;

5)①反应进行到10min时,用CO2表示反应i的速率υ(CO2)=0.148mol/(L·min);

②合成总反应的快慢由慢的一步决定,由图的斜率大小可知,的生成速率比消耗速率快,则合成尿素的总反应的快慢由第ii步反应决定;

6)①A电极上CO(NH2)2转化生成N2N化合价升高,失去电子,作为阳极,应该连接电源的正极;

②总反应为:CO(NH2)2+H2O3H2↑+N2↑+CO2,阳极A电极上N化合价升高,失去电子,电极反应为CO(NH2)2 6e+H2O = N2↑+CO2↑+6H+

练习册系列答案
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回答下列问题:

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方案Ⅰ:(1)将足量CO2通入饱和NaCl溶液中;(2)再在所得溶液中通入足量NH3(3)过滤;……

方案Ⅱ:(1)将足量NH3通入饱和NaCl溶液中;(2)再在所得溶液中通入足量CO2(3)过滤;……

(1)部分实验装置如图所示。制取氨气的装置应选用________(选填编号)

(2)写出实验中获得碳酸氢钠的离子方程式____________________________________________

(3)灼烧碳酸氢钠需要_________(选填编号)

a.蒸发皿 b.坩埚 c.烧杯 d.烧瓶 e.酒精灯

(4)选择的实验方案是________(选填”),说明选择的理由____________________

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(6)按下列流程处理母液(提取完碳酸氢钠后的滤液)可得到NH4Cl

通入NH3的作用是_______(选填编号)。操作a_________________,操作b___

a.增大NH4+浓度,使NaHCO3更多地析出

b.增大NH4+浓度,使NH4Cl更多地析出

c.使NaHCO3转化为溶解度更大的Na2CO3,提高析出的NH4Cl纯度

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脱硝:①NO(g)+ ClO2(g)= NO2(g)+ ClO(g) H1 k1=l.7×1011mL·(mol·s)-1

NO(g)+ ClO(g)= NO2(g)+Cl(g)H2 k2=8.8×1012 mL·(mol·s)-1

脱硫:③SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g)H3 k3=2.1×10-4 mL·(mol·s)-1

SO2(g)+ClO(g)=SO3(g)+ Cl(g)H 4 k4=6.9×1011 mL·(mol·s)-1

两过程中产生的Cl可与ClO2进一步反应,如:

C1(g)+ClO2(g)=2ClO(g) H5

(1)同时脱硫脱硝反应NO(g)+SO2(g)+2ClO2(g)=NO2(g)+SO3(g)+ 2ClO(g)的反应热最简表达式△H=____________

(2)己知反应③④的速率方程分別为v=k3·c (SO2) · c (ClO2)、v=k4·c (SO2) · c (ClO),试判断两反应的活化能大小,E3____________E4(填“>”“<”或“=”)。控制脱硫速度的关键步骤是____________反应(填③或④)

(3)SO2NO单独氧化及同时氧化对两气体氧化率变化如图,同时氧化对____________气体的氧化率影响明显,结合①③④反应及其速率常数分析原因____________

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