尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。
(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:
第一步:2NH3(l)+CO2
H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l)
H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。
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①已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定,总反应进行到______min时到达平衡。
②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变, 固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:![]()
。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
|
温度/℃ |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
|
平衡总压强/Kpa |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
|
平衡气体总浓度/10-3mol/L |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变 D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
(3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6KJ/mol
则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时 负极电极反应式可表示为______。
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S2C12是一种金黄色易挥发的液体,常用作橡胶硫化剂。某化学兴趣小组 拟设计实验制备少量的S2C12,査阅资料知S2Cl2在水中易发生歧化反应(一部分硫元素化 合价升高,另一部分化合价 降低)。加热条件下硫单质和干燥、纯净的Cl2反应即可生成S2C12,反应的化学方程式为:2S+Cl2
S2Cl2。
反应涉及的几种物质的熔沸点如下:
|
物质 |
S |
S2Cl2 |
|
沸点/℃ |
445 |
138 |
|
熔点/℃ |
113 |
-76 |
该小组设计的制备装置如下图(夹持仪器已略去
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回答下列问题:
(1)连接好实验装置后的第一步实验操作是______。
(2)实验中需要加热的仪器是______。(填 写 字 母)
(3)装置B、C中的试剂分别是______。
(4)装置D中仪器a的作用是______。
(5)反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是____________。
(6)若实验过程中缺少C装置,发现产品浑浊不清,请用化学方程式表示其原因____________
(7)实验完毕,小组中的一位同学把剩余浓盐酸倒入E烧杯中,发现有黄绿色剌激性气 体产生。用离子方程式表示产生该现象的原因____________。