尿素[CO(NH22]是首個由無機物人工合成的有機物.工業(yè)上合成尿素的反應如下:
2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(I)+H2O(I)△H<0.回答下列問題:
(1)已知工業(yè)上合成尿素分兩步進行,相關反應如下:
反應Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1<0
反應Ⅱ.NH2COONH4(s)?CO(NH22(I)+H2O(I)△H2>0
下列示意圖1中[a表示2NH3(g)+CO2(g),b表示NH3COONH4(s),c表示CO(NH22(l)+H2O(l)],能正確表示尿素合成過程中能量變化曲線是(填序號)
 

(2)某實驗小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在恒定溫度下,將氨氣和二氧化碳按2:1的物質的量之比充入一體積為10L的密閉容器中(假設容器體積不變,生成物的體積忽略不計),經(jīng)20min達到平衡,各物質濃度的變化曲線如下圖2所示.
①在上述條件下,從反應開始至20min時,二氧化碳的平均反應速率為
 

②為提高尿素的產(chǎn)率,下列可以采取的措施有
 

A.縮小反應容器的容積B.升高溫度
C.平衡體系中及時分離出CO(NH22D.使用合適的催化劑
③該反應的平衡常數(shù)表達式K=
 
;若升高體系的溫度,容器中NH3的體積分數(shù)將
 
(填“增加”、“減小”或“不變”).
④若保持平衡的溫度和壓強不變,再向容器中充入3mol的氨氣,則此時v
 
v(填“>”“=”或“<”),判斷理由
 

若保持平衡的溫度和體積不變,25min時再向容器中充入2mol氨氣和1mol二氧化碳,在40min時重新達到平衡,請在上圖中畫出25~50min內氨氣的濃度變化曲線.
精英家教網(wǎng)
分析:(1)根據(jù)反應物和生成物的能量高低與反應吸放熱之間的關系來判斷;
(2)①根據(jù)化學反應速率等于單位時間內物質濃度的變化量來計算;
②根據(jù)影響化學平衡移動的因素來回答判斷;
③化學平衡常數(shù)表達式=
生成物平衡濃度系數(shù)次冪的乘積
反應物平衡濃度系數(shù)次冪的乘積
來書寫;升高溫度,化學平衡向著吸熱方向進行;
④若保持平衡的溫度和壓強不變,再向容器中充入3mol的氨氣,此時各物質的濃度減小,根據(jù)濃度商規(guī)則來進行回答;根據(jù)等效平衡知識來作圖.
解答:解:(1)當反應物的能量高于生成物的能量時,反應是放熱反應,當反應物的能量低于生成物的能量時,反應是吸熱反應,據(jù)反應Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1<0
反應Ⅱ:NH2COONH4(s)?CO(NH22(I)+H2O(I)△H2>0,可以知道2NH3(g)和CO2(g)的能量和高于NH2COONH4(s)的能量,NH2COONH4(s)的能量低于CO(NH22(I)+H2O(I)的能量,故選C.
(2)①從反應開始至20min時,二氧化碳的平均反應速率=
0.3mol/L-0.1mol/L
20min
=0.01mol/(L?min),故答案為:0.01mol/(L?min);
②為提高尿素的產(chǎn)率,可以是化學平衡向著正反應方向進行,
A.縮小反應容器的容積,即增大壓強,化學平衡正向移動,故A正確;
B.升高溫度,化學平衡2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1<0逆向移動,故B錯誤;
C.平衡體系中及時分離出CO(NH22會增大產(chǎn)率,故C正確
D.使用合適的催化劑,不會引起平衡的移動,故D錯誤.
故選AC.
③該反應的平衡常數(shù)表達式K=
1
c(NH3)?c(CO2)2
,反應的產(chǎn)物是液態(tài),只有反應物是氣態(tài),若升高體系的溫度,容器中NH3的體積分數(shù)不會改變,故答案為:
1
c(NH3)?c(CO2)2
;不變;
④若保持平衡的溫度和壓強不變,再向容器中充入3mol的氨氣,體系的體積變大,氨氣和二氧化碳的濃度會改變,分別為0.25mol/Lhe 0.05mol/L,此時
1
c(NH3)?c(CO2)2
>K,平衡會向逆反應方向移動,所以逆反應速率大,故答案為:<;再向容器中充入3mol的氨氣,體系的體積變大,氨氣和二氧化碳的濃度分別為0.25mol/Lhe 0.05mol/L,此時
1
c(NH3)?c(CO2)2
>K,平衡會向逆反應方向移動,逆反應速率大于正反應速率;25min時再向容器中充入2mol氨氣和1mol二氧化碳,在40min時重新達到平衡,則建立的是等效平衡,氨氣的平衡濃度保持不變,曲線如下:精英家教網(wǎng),故答案為:>;精英家教網(wǎng)
點評:本題是一道關于化學反應速率和化學平衡移動的總合考查題,考查學生分析和解決問題的能力,難度答.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

(2009?南京二模)選做題,本題有A、B兩題,分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修模塊的內容,請選擇其中一題作答,并把所選題目對應字母后的方框涂黑.若兩題都作答,將按A題評分.
A.可以由下列反應合成三聚氰胺:
CaO+3C
 高溫 
.
 
CaC2+CO↑       CaC2+N2
 高溫 
.
 
CaCN2+C↑    CaCN2+2H2O=NH2CN+Ca(OH)2,NH2CN與水反應生成尿素[CO(NH22],尿素合成三聚氰胺.
(1)寫出與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內層排滿電子的基態(tài)原子的電子排布式:
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
.CaCN2中陰離子為CN22-,與CN22-互為等電子體的分子有N2O和
CO2
CO2
(填化學式),由此可以推知CN22-離子的空間構型為
直線形
直線形

(2)尿素分子中C原子采取
sp2
sp2
雜化.尿素分子的結構簡式是
,其中碳氧原子之間的共價鍵是
C
C
(填字母)
A.2個σ鍵          B.2個π鍵          C.1個σ鍵、1個π鍵
(3)三聚氰胺()俗稱“蛋白精”.動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸(    )后,三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過
分子間氫鍵
分子間氫鍵
結合,在腎臟內易形成結石.
(4)CaO晶胞如圖A所示,CaO晶體中Ca2+的配位數(shù)為
6
6
.CaO晶體和NaCl晶體的晶格能分別為:CaO 3401kJ/mol、NaCl 786kJ/mol.導致兩者晶格能差異的主要原因是
CaO晶體中Ca 2+、O 2-的帶電量大于NaCl晶體中Na+、Cl-的帶電量
CaO晶體中Ca 2+、O 2-的帶電量大于NaCl晶體中Na+、Cl-的帶電量

B.實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯.有關物質的物理性質如下表.請回答有關問題.
化合物 密度/g?cm-3 沸點/℃ 溶解度/100g水
正丁醇 0.810 118.0 9
冰醋酸 1.049 118.1
乙酸正丁酯 0.882 126.1 0.7
Ⅰ.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
在干燥的50mL圓底燒瓶中,裝入沸石,加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸,再加3~4滴濃硫酸.然后安裝分水器(作用:實驗過程中不斷分離除去反應生成的水)、溫度計及回流冷凝管,加熱冷凝回流反應.
(1)本實驗過程中可能產(chǎn)生多種有機副產(chǎn)物,寫出其中兩種的結構簡式:
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3
、
CH2=CHCH2CH3
CH2=CHCH2CH3

(2)實驗中為了提高乙酸正丁酯的產(chǎn)率,采取的措施是:
用分水器及時移走反應生成的水,減少生成物的濃度;
用分水器及時移走反應生成的水,減少生成物的濃度;
使用過量醋酸,提高正丁醇的轉化率
使用過量醋酸,提高正丁醇的轉化率

Ⅱ.乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
(1)將乙酸正丁酯粗產(chǎn)品用如下的操作進行精制:①水洗  ②蒸餾  ③用無水MgSO4干燥 ④用10%碳酸鈉洗滌,正確的操作步驟是
C
C
(填字母).
A.①②③④B.③①④②C.①④①③②D.④①③②③
(2)將酯層采用如圖B所示裝置蒸餾.
1.出圖中儀器A的名稱
冷凝管
冷凝管
.冷卻水從
口進入(填字母).
2.②蒸餾收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時,應將溫度控制在
126.1℃
126.1℃
左右.
Ⅲ.計算產(chǎn)率
測量分水器內由乙酸與正丁醇反應生成的水體積為1.8mL,假設在制取乙酸正丁酯過程中反應物和生成物沒有損失,且忽略副反應,計算乙酸正丁酯的產(chǎn)率
79.4%
79.4%

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

綠礬晶體(FeSO4?7H2O)在醫(yī)藥上作補血劑.某同學用KMnO4溶液滴定綠礬晶體(FeSO4?7H2O)樣品(雜質不與 KMnO4反應),對鐵元素含量進行測定.
(1)觀察樣品時,發(fā)現(xiàn)表面上有一點黃色物質,估計是什么物質
Fe2(SO43
Fe2(SO43
(填化學式)
(2)實驗時用到的主要儀器除滴定管、滴定管夾、鐵架臺、燒杯外,還有
錐形瓶
錐形瓶

(3)滴定時,反應的離子方程式
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

(4)上述實驗中的KMnO4溶液需要酸化,用于酸化的酸是
b
b

a.稀硝酸     b.稀硫酸   c.稀鹽酸   d.濃硫酸
(5)KMnO4溶液 應裝在
式滴定管中.到達滴定到終點時標志是
加入的最后一滴KMnO4溶液不反應,溶液的顏色為紫色,且半分鐘不褪色.
加入的最后一滴KMnO4溶液不反應,溶液的顏色為紫色,且半分鐘不褪色.

(6)下列說法正確的是
D
D

A.選用規(guī)格為25.00ml的滴定管裝 KMnO4溶液,滴定 時用去20.00ml溶液,剩余溶液為5.00ml.
B.滴定時邊滴邊搖動錐形瓶,眼睛應觀察滴定管內液面的變化.
C.配制標準液KMnO4時,定容俯視,會使測定結果偏高.
D.記錄滴定體積時,滴定前讀數(shù)仰視,滴定后讀數(shù)俯視會使測定結果偏低.
Ⅱ、氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領域的研究熱點.
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ?mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ?mol-1
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法.CH4(g)與H2O(g)反應生成CO2(g)和H2(g)的熱化學方程式為
CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ?mol-1
CH4(g)+2H2O(g)═CO2(g)+4H2(g)△H=+165.0kJ?mol-1

(2)電解尿素[CO(NH22]的堿性溶液制氫的裝置示意圖如圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極).電解時,陽極的電極反應式為
CO(NH22+8OH-+6e-═CO32-+N2↑+6H2O
CO(NH22+8OH-+6e-═CO32-+N2↑+6H2O
.陰極的電極反應式
6H2O-6e-═3H2↑+6OH-
6H2O-6e-═3H2↑+6OH-

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

溫州市地處沿海,海水資源豐富,海水提取食鹽和Br2以后的鹽鹵可以用來制備純凈的MgCl2或MgO.鹽鹵中含有Mg2+、Cl-,還含有少量Na+、Fe2+、Fe3+、SO42-和CO(NH22等.制備流程如圖1:
(1)濾渣的成分是
Fe(OH)3、CaSO4
Fe(OH)3、CaSO4
(寫化學式);濾液Ⅱ中所含主要的雜質離子是
Na+
Na+
(寫離子符號).為了加快過濾速度,常采用減壓過濾,寫出組裝減壓過濾裝置的主要硅酸鹽儀器名稱
布氏漏斗
布氏漏斗
,
抽濾瓶或吸濾瓶
抽濾瓶或吸濾瓶
.(寫2種即可)
(2)用NaClO除去尿素CO(NH22時,生成物除鹽外,都是能參與大氣循環(huán)的物質,則該反應的化學方程式為
3NaClO+CO(NH22=3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O
3NaClO+CO(NH22=3NaCl+CO2↑+N2↑+2H2O
;加入NaClO的另一個作用是
將Fe2+氧化為Fe3+,并形成Fe(OH)3被除去.
將Fe2+氧化為Fe3+,并形成Fe(OH)3被除去.

(3)溫度和壓強P(HCl)g對MgCl2?6H2O晶體熱分解產(chǎn)物的影響如圖2所示.請回答下列問題:
①寫出P(HCl)g=0.25MPa,溫度從300℃升高到550℃時反應的化學方程式
Mg(OH)Cl=MgO+HCl↑
Mg(OH)Cl=MgO+HCl↑
;
②實際生產(chǎn)中,將MgCl2?6H2O晶體加熱到600℃的過程中幾乎得不到無水MgCl2,其原因是
P(HCl)g較小,鎂離子水解生成氫氧化鎂,得不到氯化鎂;通入HCl,而增大P(HCl)g
P(HCl)g較小,鎂離子水解生成氫氧化鎂,得不到氯化鎂;通入HCl,而增大P(HCl)g
;若要得到無水MgCl2須采取的措施是
通入HCl,而增大P(HCl)g,抑制鎂離子的水解;
通入HCl,而增大P(HCl)g,抑制鎂離子的水解;

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

Ⅰ.用尿素、氫氧化鈉和水作為溶劑,預冷至零下12℃,能將極難溶解的纖維素溶化為粘液.武漢大學張俐娜教授因此而榮獲美國2011年度安塞姆?佩恩獎.
(1)尿素[CO(NH22]中元素原子半徑最大的原子結構示意圖為
 
;能說明氧元素原子比氮元素原子得電子能力強的事實是
 
(填選項).
A.在NO2中氧元素顯負價,氮元素顯正價
B.H2O的熱穩(wěn)定性比NH3的穩(wěn)定
C.常溫下H2O是液態(tài)而NH3是氣態(tài)
D.O2比N2易液化
(2)尿素在土壤中的脲酶作用下會水解生成碳酸銨或碳酸氫銨,若與堿性肥料混合施用,會造成氮元素損失,請用離子方程式解釋其原因
 
;
已知:20℃時,H2CO3:Ka1=4.2×10-7;Ka2=5.6×10-11;NH3?H2O:Kb=1.7×10-5
碳酸氫銨溶液中HCO-3、NH+4,OH-、H+四種離子濃度由大到小是
 
(填選項).
A.c(HCO3-)c(NH4+)c(OH-)c(H+
B.c(NH4+)c(HCO3-)c(OH-)c(H+
C.c(HCO3-)c(NH4+)c(H+)c(OH-
D.c(NH4+)c(HCO3-)c(H+)c(OH-
Ⅱ.NaNO2外觀酷似食鹽,誤食會中毒.
(3)在酸性條件下,NaNO2與KI按物質的量1:1恰好完全反應,I-被氧化為I2.寫出此反應的離子方程式
 

(4)工業(yè)廢水中含少量NO-2,可用電解法將NO-2轉換為N2除去.N2將在
 
極生成,寫出NO-2在酸性條件下轉化為N2的電極反應式
 

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:

北京時間2008年2月21日上午11時26分,美國用導彈擊毀了失控的衛(wèi)星.美方稱,衛(wèi)星墜落地面時,燃料罐中裝有的約453kg聯(lián)氨(N2H4),可能發(fā)生泄漏,造成傷害.
(1)聯(lián)氨是一種無色可燃的液體,溶于水顯堿性,其原理與氨相似,但其堿性不如氨強,寫出其溶于水呈堿性的離子方程式:
 

(2)聯(lián)氨(N2H4)是航天飛船常用的高能燃料.聯(lián)氨可用氨和次氯酸鈉按一定物質的量之比混合反應生成聯(lián)氨、氯化鈉和水;該反應的氧化產(chǎn)物是
 
.也可以采用尿素[CO(NH22]為原料制取,方法是在高錳酸鉀催化劑存在下,尿素和次氯酸鈉、氫氧化鈉溶液反應生成聯(lián)氨、另外兩種鹽和水,寫出其反應的化學方程式
 

(3)火箭推進器中分別裝有聯(lián)氨和過氧化氫,當它們混合時即產(chǎn)生氣體,并放出大量熱.已知:12.8g液態(tài)聯(lián)氨與足量過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣,放出256.65kJ的熱量;
H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ?mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)△H=-196.4kJ?mol-1
則寫出表示聯(lián)氨燃燒熱的熱化學方程式為
 

查看答案和解析>>

同步練習冊答案