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    (一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素。其反应分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l)   △H1= —330.0 kJ·mol1
第二步:H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l)          △H2= + 226.3 kJ·mol1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 m3 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:
         
①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。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如上图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=                       mol/(L·min)。
③当反应在一定条件下达到平衡,若在恒温恒容下再充入一定量气体He,则CO(NH2)2(l)的质量_________(填“增加”、“减小”或“不变”)。
(二)氨是制备尿素的原料,NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。
   氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将amol/L的氨水与bmol/L的硫酸以3∶2体积比混合反应后溶液呈中性。用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为_________。
(三)氢气是合成氨的原料。“氢能”将是未来最理想的新能源。
(1)在25℃,101KPa条件下,1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为                                                  
(2)氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中C(s)+ H2O(g)CO(g)+H2(g),在850℃时平衡常数K=1。若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6.0mol H2O。
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______________ 。
A.容器内的压强不变               B.消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等 
C.混合气的密度不变        D.单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂
②x应满足的条件是                  
(四)CO2是合成尿素的原料,但水泥厂生产时却排放出大量的CO2。华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
           
(1)上述生产过程的能量转化方式是                                      
(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为              ,阴极的电极反应式为             


 (一) ① 二  (1分); ② 1.5×10—4 (2分)③ 不变(1分)

(二) mol/L  (3分)

(三)(1) H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)  △H=-285.8kJ/mol(2分)

(2) ① A、C(2分)   ② x>2(1分)

(四)(1)太阳能和电能转化为化学能(1分)

(2) 2CO32-4e=2CO2↑+O2↑(1分);  3CO2+4e=C+2CO32(1分)


练习册系列答案
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开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。

(1)已知:①2CH3OH(1)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(g)ΔH1 = –1275.6 kJ·mol– 1

②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g)   ΔH2 = –566.0 kJ·mol– 1

③H2O(g)= H2O(1) ΔH3 = –44.0 kJ·mol– 1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:                                    

(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g)

① 一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则,Pl        P2;A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小顺序为__________。(填“<”、“>”“=”)

② 100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为100 L的反应室,反应达平衡的标志是:                

a.容器内气体密度恒定   

b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2

c.容器的压强恒定       

d.3v正(CH4)= v逆(H2

如果达到平衡时CH4的转化率为0.5,则100℃时该反应的平衡常数K =              

(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,负极的电极反应式为                。用该原电池做电源,常温下,用惰性电极电解200 mL饱和食盐水(足量),消耗的标准状况下的CO 224 mL,则溶液的pH =              。(不考虑溶液体积的变化)

(4)氢氧燃料电池的三大优点是:                 、                  、能连续工作。

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