3.尿素是蛋白质代谢的产物,也是重要的化学肥料.工业合成尿素反应如下:
2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(g)
(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图1所示.

A点的正反应速率v正(CO2)>B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”、“<”或“=”);氨气的平衡转化率为75%.
(2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物.将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g)═NH2COONH4(s)将实验测得的不同温度下的平衡数据列于表:
温度(℃)15.020.025.030.035.0
平衡气体总浓度 (10-3mol/L)2.43.44.86.89.4
①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是A.
A.△H<0,△S<0            B.△H>0,△S<0    C.△H>0,△S>0            D.△H<0,△S>0
②关于上述反应的平衡状态下列说法正确的是C
A.分离出少量的氨基甲酸铵,反应物的转化率将增大
B.平衡时降低体系温度,CO2的体积分数下降
C.NH3的转化率始终等于CO2的转化率
D.加入有效的催化剂能够提高氨基甲酸铵的产率
③氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵,酸性条件水解更彻底.将氨基甲酸铵粉末逐渐加入1L0.1mol/L的盐酸溶液中直到pH=7(室温下,忽略溶液体积变化),共用去0.052mol氨基甲酸铵,此时溶液中几乎不含碳元素.此时溶液中c(NH4+)=0.1mol/L;(填具体数值)NH4+水解平衡常数值为4×10-9
(3)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,写出该电池的负极反应式:CO(NH22+H2O-6e-═N2↑+CO2↑+6H+
2.乙醇汽油是被广泛使用的新型清洁燃料,工业生产乙醇的一种反应原理为:
2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(g)+H2O(g)△H=-256.1kJ•mol-1
已知:H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ•mol-1
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ•mol-1
(1)以CO2(g)与H2(g)为原料也可合成乙醇,其热化学方程式如下:2CO2(g)+6H2(g)?CH3CH2OH(g)+3H2O(l)△H=-305.7kJ•mol-1
(2)CH4和H2O(g)在催化剂表面发生反应CH4+H2O?CO+3H2,该反应在不同温度下的化学平衡常数如表:
温度/℃800100012001400
平衡常数0.451.92276.51771.5
①该反应是吸热反应(填“吸热”或“放热”);
②T℃时,向1L密闭容器中投入1mol CH4和1mol H2O(g),平衡时c(CH4)=0.5mol•L-1,该温度下反应CH4+H2O?CO+3H2的平衡常数K=6.75.
(3)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放,这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题.某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5为催化剂,测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图.
①若不使用CO,温度超过775K,发现NO的分解率降低,其可能的原因为该反应是放热反应,升高温度反应更有利于向逆反应方向进行;在$\frac{n(NO)}{n(CO)}$=1的条件下,应控制的最佳温度在870℃左右.
②用CxHy(烃)催化还原NOx也可消除氮氧化物的污染.写出CH4与NO2发生反应的化学方程式CH4+2NO2=CO2+N2+2H2O.
(4)乙醇-空气燃料电池中使用的电解质是搀杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2-离子.该电池负极的电极反应式为CH3CH2OH-12e-+6O2-=2CO2+3H2O.
 0  159627  159635  159641  159645  159651  159653  159657  159663  159665  159671  159677  159681  159683  159687  159693  159695  159701  159705  159707  159711  159713  159717  159719  159721  159722  159723  159725  159726  159727  159729  159731  159735  159737  159741  159743  159747  159753  159755  159761  159765  159767  159771  159777  159783  159785  159791  159795  159797  159803  159807  159813  159821  203614 

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