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二氧化碳是一種寶貴的碳氧資源。以CO2和NH3為原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應可表示如下：
反應Ⅰ：2NH3(g)＋CO2(g)NH2CO2NH4(s)   △H1="a" kJ·mol－1
反應Ⅱ：NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)   △H2=＋72.49kJ·mol－1
總反應Ⅲ：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)   △H3=－86.98kJ·mol－1
請回答下列問題：
（1）反應Ⅰ的△H1=__________kJ·mol－1(用具體數(shù)據表示)。
（2）反應Ⅱ的△S______(填＞或＜)0，一般在__________情況下有利于該反應的進行。
（3）反應Ⅲ中影響CO2平衡轉化率的因素很多，下圖1為某特定條件下，不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和溫度影響CO2平衡轉化率變化的趨勢曲線。
①其他條件相同時，為提高CO2的平衡轉化率，生產中可以采取的措施是________(填提高或降低)水碳比。
②當溫度高于190℃后，CO2平衡轉化率出現(xiàn)如圖1所示的變化趨勢，其原因是__________。

（4）反應Ⅰ的平衡常數(shù)表達式K1=____________________；如果起始溫度相同，反應Ⅰ由在恒溫容器進行改為在絕熱(與外界沒有熱量交換)容器中進行，平衡常數(shù)K1將__________(填增大、減少、不變)。
（5）某研究小組為探究反應Ⅰ中影響c(CO2)的因素，在恒溫下將0.4molNH3和0.2molCO2放入容積為2L的密閉容器中，t1時達到平衡過程中c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線如上圖2所示。若其他條件不變，t1時將容器體積壓縮到1L，請畫出t1后c(CO2)隨時間t變化趨勢曲線(t2達到新的平衡)。
（6）尿素在土壤中會發(fā)生反應CO(NH2)2＋2H2O(NH4)2CO3。下列物質中與尿素有類似性質的是______。

A．NH2COONH4B．H2NOCCH2CH2CONH2
C．HOCH2CH2OHD．HOCH2CH2NH2

(14分)（1）-159.47（2分） （2）>（1分） 高溫（1分）
（3）①降低（1分）②溫度高于190℃時，因為反應Ⅲ是放熱反應，溫度升高平衡向逆方向進行，CO2的平衡轉化率降低，（2分，給出合理解釋即可給分）。
（4）K­1=1/[c2(NH3)·c(CO2)] （2分），減少（1分）
（5）
（注意：曲線的起點、平衡點和變化趨勢共2分）
（6）A、B（2分）

解析試題分析：解：（1）反應Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）NH2CO2NH4（s）△H1="a" kJ·mol－1
反應Ⅱ：NH2CO2NH4（s）CO(NH2)2（s）+H2O（g）△H2=+72.49kJ·mol－1
總反應Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）CO(NH2)2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ·mol－1
由蓋斯定律總反應Ⅲ-反應Ⅱ，得到2NH3（g）+CO2（g）NH2CO2NH4（s）△H1=a=-159.47kJ·mol－1，
故答案為：-159.47；
（2）反應Ⅱ：NH2CO2NH4（s）CO(NH2)2（s）+H2O（g）△H2=+72.49kJ?mol－1，反應前后氣體體積增大，△S＞0，焓變分析可知是吸熱反應，△H＞0，所以依據反應自發(fā)進行的判斷依據△H-T△S＜0，需要在高溫下反應自發(fā)進行，故答案為：＞；高溫；
（3）①反應Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）CO(NH2)2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ·mol－1，其他條件相同時，為提高CO2的平衡轉化率，平衡正向進行，依據圖象中的水碳比數(shù)據分析判斷，生產中可以采取的措施是降低水碳比，二氧化碳轉化率增大，故答案為：降低；
②反應Ⅲ：2NH3（g）+CO2（g）CO(NH2)2（s）+H2O（g）△H3=-86.98kJ?mol－1，是放熱反應，升溫高于190℃，依據圖象分析可知，二氧化碳轉化率減小，因為溫度升高，平衡逆向進行，
故答案為：溫度高于190℃時，因為反應Ⅲ是放熱反應，溫度升高平衡向逆方向進行，CO2的平衡轉化率降低；
（4）反應Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）NH2CO2NH4（s）△H1=-159.47kJ?mol－1，平衡常數(shù)K= ；
起始溫度相同，反應Ⅰ由在恒溫容器進行改為在絕熱（與外界沒有熱量交換）容器中進行，反應是放熱反應，隨反應進行溫度升高平衡逆向進行，平衡常數(shù)減小；
（5）在恒溫下將0.4mol NH3和0.2mol CO2放入容積為2L的密閉容器中，達到平衡時，
2NH3（g）+CO2（g）NH2CO2NH4（s）
起始量（mol·L－1）  0.2       0.1           0
變化量（mol·L－1） 0.15       0.075
平衡量（mol·L－1） 0.05        0.025
t1時達到平衡過程中c（CO2）隨時間t變化趨勢曲線如圖2所示．若其他條件不變，t1時將容器體積壓縮到1L，二氧化碳濃度應增大到0.05mol·L－1，壓強增大，平衡正向進行，由于生成物是固體，所以達到平衡狀態(tài)，二氧化碳濃度保持不變，據此畫出變化曲線為：
；
（6）尿素在土壤中會發(fā)生反應CO(NH2)2+2H2O（NH4）2CO3．分析結構特征可知，物質性質取決于官能團，尿素中氨基和羰基相連和水反應生成銨根離子，所以選項中符合此結果特征的有類似性質：
A．NH2COONH4，結構中含有與羰基連接的氨基，故A符合；
B．H2NOCCH2CH2CONH2結構中含有與羰基連接的氨基，故B符合；
C．HOCH2CH2OH，結構中不含有氨基，故C不符合；        
D．HOCH2CH2NH2，分子中的氨基不是和羰基連接，不具備次性質，故D不符合；
故答案為：A、B。
考點：本題考查熱化學方程式和蓋斯定律的計算應用，化學平衡影響因素分析判斷，平衡常數(shù)，圖象繪制與分析。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某市對大氣進行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該市首要污染物為可吸入顆粒物PM2.5（直徑小于等于2.5的懸浮顆粒物），其主要來源為燃煤、機動車尾氣等。因此，對PM2.5、SO2、NOx等進行研究具有重要意義。
請回答下列問題：
（1）將PM2.5樣本用蒸餾水處理制成待測試樣。
若測得該試樣所含離子的化學組分及其濃度如下表：

離子
H+
K+
Na+
NH4+
SO42－
NO3－
Cl－
濃度/mol·L－1
未測定
4×10－6
6×10－6
2×10－5
4×10－5
3×10－5
2×10－5
 
根據表中數(shù)據判斷試樣的pH=         。
（2）為減少SO2的排放，常采取的措施有：
①將煤轉化為清潔氣體燃料。
已知：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） △H=－241.8kJ·mol－1
C（s）+1/2O2（g）="CO" （g）       △H=－110.5kJ·mol－1
寫出焦炭與水蒸氣反應的熱化學方程式：             　　                 。
②洗滌含SO2的煙氣。以下物質可作洗滌劑的是           。
A．Ca(OH) 2   B．Na2CO3  C．CaCl2D．NaHSO3
（3）汽車尾氣中有NOx和CO的生成及轉化
① 若1mol空氣含0.8molN2和0.2molO2，汽缸中的化學反應式為N2 (g)+O2(g)2NO(g) △H0
1300℃時將1mol空氣放在密閉容器內反應達到平衡，測得NO為8×10－4mol。計算該溫度下的平衡常數(shù)K=               。
汽車啟動后，汽缸溫度越高，單位時間內NO排放量越大，其原因是           。
②目前，在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉化器可減少CO和NOx的污染，其化學反應方程式為        　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　                    。
③ 汽車燃油不完全燃燒時產生CO，有人設想按下列反應除去CO，2CO（g）=2C（s）+O2（g）
已知該反應的△H0，判斷該設想能否實現(xiàn)并簡述其依據：                   。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)反應過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。請回答下列問題：

(1)圖中A、C分別表示________、________；
(2)E表示________；E的大小對該反應的反應熱________(填“有”或“無”)影響。
(3)該反應通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖ΔH________(填“變大”、“變小”或“不變”)，理由是______________________________________。
(4)圖中ΔH＝________kJ·mol－1；
(5)已知單質硫的燃燒熱為296 kJ·mol－1，計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝________(要求計算過程)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2012年11月16日，5名男孩被發(fā)現(xiàn)死于貴州省畢節(jié)市七星關區(qū)街頭垃圾箱內，經當?shù)毓膊块T初步調查，5名男孩是因在垃圾箱內生火取暖導致CO中毒而死亡。
(1)CO中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素部分反應生成碳氧血紅蛋白，反應的化學方程式可表示為CO＋HbO2O2＋HbCO，實驗表明，c(HbCO)即使只有c(HbO2)的 ，也可造成人的智力損傷。已知t ℃時上述反應的平衡常數(shù)K＝200，吸入肺部O2的濃度約為1.0×10－2 mol·L－1，若使c(HbCO)小于c(HbO2)的，則吸入肺部CO的濃度不能超過______mol·L－1。
(2)有如下三個與CO相關的反應：
Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)　ΔH＝Q1，平衡常數(shù)K1
Fe(s)＋H2O(g)FeO(s)＋H2(g)　ΔH＝Q2，平衡常數(shù)為K2
H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝Q3，平衡常數(shù)為K3
在不同的溫度下K1、K2、K3的數(shù)值如下：

T/℃
K1
K2
K3
700
1.47
2.38
0.62
900
2.15
1.67
 
 
請回答下列問題：
①Q1、Q2、Q3的關系式：Q3＝________。
②K1、K2、K3的關系式：K3＝________，根據此關系式可計算出上表中900 ℃時，K3的數(shù)值為________(精確到小數(shù)點后兩位)。可進一步推斷反應H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)為________(填“放”或“吸”)熱反應，Q3________0(填“＞”、“＜”或“＝”)。③改變條件使可逆反應H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)已經建立的平衡逆向移動，可采取的措施有________。
A．縮小容器體積      B．降低溫度
C．使用催化劑   D．設法增加H2O(g)的量
E．升高溫度
(3)在一定條件下，使CO和O2的混合氣體13 g充分反應，所得混合氣體在常溫下與足量的Na2O2固體反應，結果固體增重7 g，則原混合氣體中CO的質量是________g。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

二甲醚是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產物(水煤氣)合成二甲醚。
請回答下列問題：
(1)煤的氣化的主要化學反應方程式為：______________________________________。
(2)煤的氣化過程中產生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應的化學方程式為：____________________________________________________________。
(3)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下：
①2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)ΔH＝－90.8 kJ·mol－1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.3 kJ·mol－1
總反應3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________；
一定條件下的密閉容器中，該總反應達到平衡，要提高CO的轉化率，可以采取的措施是________(填字母代號)。
a．高溫高壓
b．加入催化劑
c．減少CO2的濃度
d．增加CO的濃度
e．分離出二甲醚
(4)已知反應②2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)＋H2O(g)某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下，在密閉容器中加入CH3OH，反應到某時刻測得各組分的濃度如下：

物質
CH3OH
CH3OCH3
H2O
濃度/(mol·L－1)
0.44
0.6
0.6
 
①比較此時正、逆反應速率的大小：v正________v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②若加入CH3OH后，經10 min反應達到平衡，此時c(CH3OH)＝________；該時間內反應速率v(CH3OH)＝________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

煤制備CH4是一種有發(fā)展前景的新技術。
I. 煤炭氣化并制備CH4包括以下反應:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2 (g)    ΔH 1 = +131 kJ/mol 
CO(g) + H2O(g)=CO2 (g)+ H2(g)     ΔH 2 = ?41 kJ/mol  
CO(g) + 3H2 (g)=CH4 (g)+ H2O(g)    ΔH 3 = ?206 kJ/mol 
(1)寫出煤和氣態(tài)水制備CH4(產物還有CO2)的熱化學方程式                                   。
(2)煤轉化為水煤氣(CO和H2)作為燃料和煤直接作為燃料相比，主要的優(yōu)點有                    。
(3)寫出甲烷—空氣燃料電池(電解質溶液為KOH溶液)中負極的電極反應式                      。
II. 對以上反應CO(g)  + H2O(g) CO2 (g)+ H2(g)  ΔH 2 = ?41 kJ/mol，起始時在密閉容器中充入1.00 molCO和1.00 molH2O，分別進行以下實驗，探究影響平衡的因素（其它條件相同且不考慮任何副反應的影響）。實驗條件如下表：

實驗編號
容器體積/L
溫度/°C
①
2.0
1200
②
2.0
1300
③
1.0
1200
 
(1)實驗①中c(CO2)隨時間變化的關系見下圖，請在答題卡的框圖中，畫出實驗②和③中c(CO2)隨時間變化關系的預期結果示意圖。

(2)在與實驗①相同的條件下，起始時充入容器的物質的量：n(CO)=n(H2O)=n(CO2) =n( H2)=1.00mol。通過計算，判斷出反應進行的方向。（寫出計算過程。）

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2013年12月15日4時搭載長征系列火箭的“玉兔號”順利駛抵月球表面，實現(xiàn)了五星紅旗耀月球的創(chuàng)舉�；鸺招枰吣苋剂�，通常用肼（N2H4）作燃料，N2O4做氧化劑。請回答下列問題：
（1）已知：N2(g) + 2O2(g) ="=" 2NO2(g)                 ΔH= + 67.7kJ·mol-1
N2H4(g) + O2（g）="=" N2(g) + 2H2O(g)     ΔH= - 534.0kJ·mol-1
2NO2(g)  N2O4（g）             ΔH=" -" 52.7kJ·mol-1
寫出氣態(tài)肼在氣態(tài)四氧化二氮中燃燒生成氮氣和氣態(tài)水的熱化學方程式：                                  ；
（2）工業(yè)上用次氯酸鈉與過量的氨氣反應制備肼，該反應的化學方程式為：                                    ；
（3）工業(yè)上可以用下列反應原理制備氨氣：
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g)  ΔH= Q kJ·mol-1
①已知該反應的平衡常數(shù)K與溫度的關系如圖，則此反應的 Q        0 （填“＞”“＜”或“=”）。

②若起始加入氮氣和水，15分鐘后，反應達到平衡，此時NH3的濃度為0.3mol/L，則用氧氣表示的反應速率為           。
③常溫下，如果上述反應在體積不變的密閉容器中發(fā)生，當反應達到平衡時，          （選填編號）.

A．容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化
B．v（N2）/v（O2）=2∶3
C．容器中氣體的密度不隨時間而變化
D．通入稀有氣體能提高反應的速率
E．若向容器中繼續(xù)加入N2，N2的轉化率將增大
（4）最近華南理工大提出利用電解法制H2O2并以此處理廢氨水，裝置如圖。

①為不影響H2O2的產量，需要向廢氨水加入適量硝酸調節(jié)溶液的pH約為5，則所得廢氨水溶液中c(NH4+)       c(NO3-)（填“＞”“＜”或“=”）；
②Ir—Ru惰性電極有吸附O2作用，該電極的電極反應為                     ；
③理論上電路中每轉移3mol電子，最多可以處理NH3·H2O的物質的量為            。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的清潔燃料氣，其儲運、燃燒安全性、理論燃燒溫度等性能指標均優(yōu)于液化石油氣，也可用作燃燒電池的燃料，具有很好的好展前景。
（1）已知H2、CO和CH3OCH3的燃燒熱(ΔH)分別為-285.5kJ/mol、-283kJ/mol和-1460.0 kJ/mol，則工業(yè)上利用水煤氣成分按1:1合成二甲醚的熱化學方程式為    。
（2）工業(yè)上采用電浮遠凝聚法處理污水時，保持污水的pH在5.0，通過電解生成Fe(OH)3膠體，吸附不溶性雜質，同時利用陰極產生的H2，將懸浮物帶到水面，利于除去。實驗室以二甲醚燃料電池模擬該方法設計的裝置如下圖所示：

①乙裝置以熔融碳酸鹽為電解質，稀土金屬材料為電極。寫出該燃料電池的正極電極反應式                         ；下列物質可用做電池熔融碳酸鹽的是                    。
A.MgCO3           B.Na2CO3           C.NaHCO3            D.(NH4)2CO3
②寫出甲裝置中陽極產物離子生成Fe(OH)3沉淀的離子方程式：                       。
③已知常溫下Kap[Fe(OH)3]=4.0×10—38，電解一段時間后，甲裝置中c(Fe3+)=          。
④已知：H2S的電離平衡常數(shù)：K1=9.1×10—8、K2=1.1×10—12；H2CO3的電離平衡常數(shù)：K1=4.31×10—7、K2=5.61×10—11。測得電極上轉移電子為0.24mol時，將乙裝置中生成的CO2通入200mL 0.2mol/L的Na2S溶液中，下列各項正確的是
A．發(fā)生反應的離子方程式為：CO2+S2—+H2O=CO32—+H2S
B．發(fā)生反應的離子方程式為：CO2+S2—+H2O=HCO3—+HS—
C．c(Na+)=2[c(H2S)+c(HS—)+c(S2—)]
D．c(Na+)+c(H+)=2c(CO32—)+2c(S2—)+c(OH—)
E．c(Na+)>c(HCO3—)>c(HS—)>c(OH—)

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。
（1）工業(yè)上一般采用下列兩種反應合成甲醇：
反應Ⅰ：CO（g）＋2H2（g）=CH3OH（g）　ΔH1
反應Ⅱ：CO2（g）＋3H2（g）=CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH2
①上述反應符合“原子經濟”原則的是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
②下表所列數(shù)據是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(shù)（K）。

溫度
250 ℃
300 ℃
350 ℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中數(shù)據判斷，ΔH1______0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
③某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）＝0.2 mol·L－1，則CO的轉化率為________，此時的溫度為________（從上表中選擇）。
（2）已知在常溫常壓下：
①2CH3OH（l）＋3O2（g）=2CO2（g）＋4H2O（g）ΔH1＝－1 275.6 kJ·mol－1
②2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1
③H2O（g）=H2O（l）　ΔH3＝－44.0 kJ·mol－1
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式：__________________________。

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