題目列表(包括答案和解析)
尿素(H2NCONH2)是有機(jī)態(tài)氮肥,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的作用。
(1)工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
第一步:2NH3(l)+CO2
H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l)
H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化學(xué)學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在體積為1 L的密閉容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下圖I所示。
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已知總反應(yīng)的快慢是由較慢的一步反應(yīng)決定的。則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第______步反應(yīng)決定, 總反應(yīng)進(jìn)行到______min時(shí)到達(dá)平衡。
②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上右圖II所示,則ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)該小組將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變, 固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:![]()
。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
|
溫度/℃ |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
|
平衡總壓強(qiáng)/Kpa |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
|
平衡氣體總濃度/10-3mol/L |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算25.0°C時(shí)該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)為______(保留小數(shù)點(diǎn)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
則4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作時(shí) 負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為______。
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尿素(H2NCONH2)是有機(jī)態(tài)氮肥,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的作用。
(1)工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
第一步:2NH3(l)+CO2
H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l)
H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化學(xué)學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在體積為1 L的密閉容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下圖I所示。
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①已知總反應(yīng)的快慢是由較慢的一步反應(yīng)決定的。則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第______步反應(yīng)決定,總反應(yīng)進(jìn)行到______min時(shí)到達(dá)平衡。
②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上右圖II所示,則ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)該小組將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變, 固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:![]()
。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
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溫度/℃ |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
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平衡總壓強(qiáng)/Kpa |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
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平衡氣體總濃度/10-3mol/L |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算25.0°C時(shí)該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)為______(保留小數(shù)點(diǎn)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
則4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作時(shí) 負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為______。
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利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí),在不同催化劑(I、II、III)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如下左圖所示。
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(1)在0-30小時(shí)內(nèi),CH4的平均生成速率vI、vII和vIII從大到小的順序?yàn)?u> ;反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi),在第 種催化劑的作用下,收集的CH4最多。
(2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽(yáng)能反應(yīng)器,一定溫度下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) K=27mol2·L-2。將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器,在上述溫度下發(fā)生反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10mol,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為 (保留兩位有效數(shù)字)。
(3)甲烷燃料電池是利用CH4跟氧氣或空氣反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置,電解質(zhì)溶液是強(qiáng)堿。下面有關(guān)說法正確的是 (填編號(hào))。
A.負(fù)極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e- -→4OH-;
B.負(fù)極反應(yīng)為:CH4+10OH- - 8e--→CO32-+7H2O
C.放電時(shí)溶液中的陰離子向負(fù)極移動(dòng)
D.隨放電的進(jìn)行,溶液的pH值不變
(4)如上右圖是一個(gè)電化學(xué)裝置示意圖,甲烷燃料電池作其電源。
①如果A為含有鐵、銀、金、碳雜質(zhì)的粗銅,B為純銅,C為CuSO4溶液,通電后,Cu2+的濃度將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
②如果A是鉑電極,B是石墨電極,C是KBr溶液,通電時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式是__________________________。
③特定條件下,該裝置使用惰性電極電解Na2SO4濃溶液可制得少量過氧化氫:在陽(yáng)極上SO
被氧化成S2O
(過二硫酸根離子),S2O
與H2O反應(yīng)即可生成H2O2,
S2O
+2H2O === 2SO
+H2O2+2H+。若各反應(yīng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率均為100%,則要制取1 mol H2O2,理論上燃料電池需消耗CH4的物質(zhì)的量為 。
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