18.尿素又称碳酰胺,是一种氮肥,工业上利用CO2和NH3在一定条件下合成尿素.
(1)工业上利用二氧化碳和氨气合成尿素,其反应分为如下两步:

若按如图1物质的状态,反应i生成1mol氨基甲酸铵放出能量为272kJ,而1mol氨基甲酸铵分解需吸收138kJ的能量.
①写出CO2(g)与NH3(l)合成尿素的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(l)△H=-134kJ/mol.
②总反应的平衡常数表达式K=$\frac{1}{{c}^{2}(N{H}_{3})•c(C{O}_{2})}$.
(2)某小组模拟工业合成尿素的反应.在恒温恒容条件,反应物总物质的量恒定为3mol,以不同的氨碳比充入体系进行反应,测得平衡体系中各组分的变化如图2.图3为n(NH3)/n(CO2)=4时,测得各组分物质的量的变化.

①观察图3判断合成尿素总反应的快慢由反应ii (填“ⅰ”或“ⅱ”)决定.
②若起始温度相同,反应改为在绝热(与外界没有热量交换)容器中进行,平衡常数Ki将减少(填增大、减少、不变).
③若图2中a、b线分别表示反应物转化率的变化,c线表示平衡体系中尿素物质的量分数的变化,则图中表示NH3转化率的曲线是b(填a或b)线;M点对应的y值=36.4.
④若其他条件不变,下列措施能同时提高化学反应速率和尿素产率的是B
A.通入氦气      B.缩小体积        C.加入催化剂     D.除去体系中的水蒸气
(3)CO2是合成尿素的原料.
①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4所示,电解质为熔融碳酸钠.电解反应在温度小于900℃时碳酸钙先分解为CaO和CO2,则阳极的电极反应式为2CO32--4e-=2CO2↑+O2↑.
②25℃,图5是CO2水溶液中含碳元素成分微粒的含量随pH变化曲线.求该温度下碳酸二级电离常数K2=10-10.2
12.2015年9月爆发的德国大众车尾气排放作弊事件引起了公众的关注.大众车尾气中常含有大里氮氧化物.通常会采用喷射尿素溶液的方法,将有毒的氮氧化物还原成无污染的物质.大众选择了一种违规做法,即在客户平时用车时不开启喷射尿素的尾气后处理系统,而是通过软件让这一系统只在尾气排放检测时启动.

Ⅰ、通过NOx传感器可监测空气的NOx的含量,其工作原理图如图,写出NiO电极的电极反应式NO+O2--2e-=NO2
Ⅱ、以CO2与NH3为原料可合成尿素[化学式为CO(NH22].已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H=-l59.5kJ•mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH22(s)+H2O(g)△H=+116.5kJ•mol-1
③H2O(l)=H2O(g)△H=+44.0kJ•mol-1
(1)写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)++H2O(l)△H=-87.0kJ/mol;
(2)恒温下将2molNH3和1molCO2放入容积为2L的密闭容器中,反应生成NH2CO2NH4(s),2分钟后达到平衡.此时NH3的浓度为0.8mol/L,则CO2的反应速率为0.05mol/(L•min),NH3的转化率是20%.
Ⅲ、尿素在一定温度下可分解生成NH3,NH3催化还原NxOy可以消除氮氧化物的污染.已知:
反应a:4NH3(g)+6NO(g)═5N2(g)+6H2O(l)
反应b:2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)
反应c:4NH3(g)+6NO2(g)═5N2(g)+3O2(g)+6H2O(l)
(1)相同条件下,反应a在2L密闭容器内,选用不同的催化剂,反应产物N2的量随时间变化如图2所示.下列说法正确的是CD.
A.该反应的活化能大小顺序是:Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)
B.增大压强能使反应速率加快,是因为增加了活化分子百分数
C.单位时间内H-O键与N-H键断裂的数目相等时,说明反应已经达到平衡
D.若在恒容绝热的密闭容器中发生反应,当K值不变时,说明反应已经达到平衡
(2)对于反应c来说,可加快反应速率的措施有增加NH3或NO2或N2或O2的浓度、升高温度、增大压强等(任写2种)
(3)恒温恒容条件下,反应b达到平衡时体系中n(NO):n(O2):n(NO2)=2:1:2,在其他条件不变时,再充入NO2气体,NO2体积分数变大(填“变大”、“变小”或“不变”).
 0  160016  160024  160030  160034  160040  160042  160046  160052  160054  160060  160066  160070  160072  160076  160082  160084  160090  160094  160096  160100  160102  160106  160108  160110  160111  160112  160114  160115  160116  160118  160120  160124  160126  160130  160132  160136  160142  160144  160150  160154  160156  160160  160166  160172  160174  160180  160184  160186  160192  160196  160202  160210  203614 

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