题目内容
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图所示（图中某些转化步骤未列出）．
请回答下列问题：
（1）天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与O2反应的化学方程式是
（2）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）．
（3）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为2NH3 （g）+CO2 （g）?CO（NH2）2 （l）+H2O （l），该反应的平衡常数和温度关系如下：
①焓变△H（填“＞”、“＜”或“=”） 0．
②在一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）
=x，图1是氨碳比（x）与CO2平衡转化率（α）的关系．图1中的B点处，NH3的平衡转化率为 ．
（4）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2所示，工作时负极的电极反应式为 ，多孔电极和无孔电极相比较，其优点是： ．
请回答下列问题：
（1）天然气脱硫后产生的Fe2S3和H2O与O2反应的化学方程式是
（2）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
（3）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO（NH2）2]，反应的化学方程式为2NH3 （g）+CO2 （g）?CO（NH2）2 （l）+H2O （l），该反应的平衡常数和温度关系如下：
| T/℃ | 165 | 175 | 185 | 195 |
| K | 111.9 | 74.1 | 50.6 | 34.8 |
②在一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）
| n(NH3) |
| n(CO2) |
（4）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2所示，工作时负极的电极反应式为
考点：化学平衡的计算,化学电源新型电池
专题：实验设计题
分析：（1）Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S；
（2）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，以此计算；
（3）①依据平衡常数随温度变化分析判断反应吸热放热；
②依据x含义和图象数据分析结合化学方程式换算氨气转化率；
（4）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳；接触面积影响反应．
（2）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，以此计算；
（3）①依据平衡常数随温度变化分析判断反应吸热放热；
②依据x含义和图象数据分析结合化学方程式换算氨气转化率；
（4）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳；接触面积影响反应．
解答：
解：（1）Fe2S3和H2O与02反应生成氢氧化铁和S，该反应为2Fe2S3+6H2O+3O2═4Fe（OH）3+6S，故答案为：2Fe2S3+6H2O+3O2═4Fe（OH）3+6S；
（2）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，则生产120t尿素理论上需要CH4为
×22.4L/mol×10-3m3=4.48×104m3，故答案为：4.48×104；
（3）①平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
②B点处x=4，原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为4，二氧化碳转化率为64%，假设氨气为4mol，二氧化碳为1mol，则反应的二氧化碳为0.64mol，
依据化学方程式2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（l）反应的氨气为1.28mol，NH3的平衡转化率=
×100%=32%，
故答案为：32%；
（4）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳，负极反应为CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+；多孔电极和无孔电极相比较接触面积大，反应充分，
故答案为：CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+；接触面积大，反应充分．
（2）由C原子守恒可知，CH4～CO2～CO（NH2）2，则生产120t尿素理论上需要CH4为
| 120×106g |
| 60g/mol |
（3）①平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应，△H＜0，故答案为：＜；
②B点处x=4，原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为4，二氧化碳转化率为64%，假设氨气为4mol，二氧化碳为1mol，则反应的二氧化碳为0.64mol，
依据化学方程式2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（l）反应的氨气为1.28mol，NH3的平衡转化率=
| 1.28mol |
| 4mol |
故答案为：32%；
（4）尿素燃料电池中尿素再负极上失去电子生成氮气、二氧化碳，负极反应为CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+；多孔电极和无孔电极相比较接触面积大，反应充分，
故答案为：CO（NH2）2+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+；接触面积大，反应充分．
点评：本题以尿素的合成为信息考查化学用语及化学平衡、电化学等知识，综合性较强，题目难度中等，（4）为学生解答的难点和易错点．
练习册系列答案
相关题目
将X气体（或溶液）慢慢通入（或加入）一定量的Y溶液中，产生沉淀量与加入X的物质的量（mol）的关系如图所示，符合如图情况的是（ ）| A、X为NaOH溶液，Y为Al2（SO4）3溶液 |
| B、X为CO2，Y为Ca（OH）2溶液 |
| C、X为NH3，Y为AlCl3溶液 |
| D、X为HCl溶液，Y为Na[Al（OH）4]溶液 |
下列物质中能水解，且最终产物为两种有机物的是（ ）
| A、葡萄糖 | B、淀粉 |
| C、蔗糖 | D、纤维素 |
下列说法中正确的是（ ）
| A、0.1mol/L（NH4）2SO4溶液中：c（SO42-）＞c（NH4+）＞c（H+）＞c（OH-） |
| B、pH=4的醋酸稀释l0倍，溶液中c（CH3COOH）、c（OH-）均减小 |
| C、常温下向CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH溶液，使混合液的pH=7，则混合液中c（Na+）=c（CH3COO-） |
| D、等浓度的弱酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合，所得混合液显碱性 |
对于在一定条件下进行的化学反应：2SO2+O2?2SO3，改变下列条件，可以提高反应物中活化分子百分数的是（ ）
| A、增大压强 |
| B、降低温度 |
| C、加入催化剂 |
| D、减小反应物浓度 |
除去Na2CO3固体中少量NaHCO3的最佳方法是（ ）
| A、加入适量盐酸 |
| B、加热 |
| C、加入适量NaOH溶液 |
| D、通入足量CO2气体 |
下列说法中正确的是（ ）
| A、不溶于水的物质溶解度为0 |
| B、绝对不溶解的物质是不存在的 |
| C、某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0 |
| D、物质的溶解性为难溶，则该物质不溶于水 |