Question

(14分）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②N2+3H22NH3 △H<0，温度升高，该反应的平衡常数_______ (填 “增大”、“减小” 或“不变”)。如该反应在恒容恒温条件下进行，下列说法能判断达到平衡的是 。

A.单位时间内生成nmol N2同时消耗3nmol H2

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均摩尔质量不变

D.N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2

(4)H2NCOONH4(氨基甲酸铵）是合成尿素的中间体，H2NCOONH4在水溶液中要发生水解反应，其水解反应的离子方程式为： 。

(5)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）。

(6)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_____。

Answer 1

（每空2分,共12分）（1）CO32－＋CO2＋H2O＝2HCO3-

（2）2Fe2S3＋6H2O＋3O2＝4Fe(OH)3＋6S（2分） （3）减小（2分） AC

（4）H2NCOO—+NH4++ H2OH2NCOOH+ NH3·H2O

（5）4.48×104（2分） （6）CO(NH2)2＋H2O－6e－== N2↑＋CO2↑＋6H+

【解析】

试题分析：（1）反应①是碳酸钾吸收CO2，则反应的离子方程式是CO32－＋CO2＋H2O＝2HCO3-。

（2）天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S，则反应的化学方程式是2Fe2S3＋6H2O＋3O2＝4Fe(OH)3＋6S。

（3）反应②N2+3H22NH3 △H<0，温度升高，平衡向逆反应方向进行，则该反应的平衡常数减小。在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A.单位时间内生成nmol N2同时消耗3nmol H2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，A正确；B.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，即密度始终不变，则混合气体的密度不变不能说明达到平衡状态，B错误；C.混合气的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，质量不变，但物质的量是变化的，实验混合气体的平均摩尔质量不变，可以说明达到平衡状态，C正确；D. N2、H2、NH3浓度之比为1:3:2不能说明正逆反应速率相等，因此不一定是平衡状态，D错误，答案选AC。

(4)H2NCOONH4在水溶液中要发生水解反应，其中铵跟和酸根均水解，则其水解反应的离子方程式为H2NCOO—+NH4++ H2OH2NCOOH+ NH3·H2O。

(5)根据碳原子守恒可知小于甲烷的体积是＝4.48×104m3。

(6)原电池中负极失去电子，发生氧化反应，则尿素在负极通入，因此工作时负极的电极反应式为CO(NH2)2＋H2O－6e－== N2↑＋CO2↑＋6H+。

考点：考查氧化还原反应、外界条件对平衡状态的影响、平衡状态判断、盐类水解以及原电池等

考点分析： 考点1：离子方程式 考点2：化学平衡状态及移动 考点3：原电池 试题属性

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