尿素(H2NCONH2)是一種非常重要的高氮化肥，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位。
（1）工業(yè)上合成尿素的反應如下：
2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H=-103．7 kJ·mol-1
下列措施中有利于提高尿素的生成速率的是           

A．采用高溫
B．采用高壓
C．尋找更高效的催化劑
D．減小體系內(nèi)CO2濃度
（2）合成尿素的反應在進行時分為如下兩步：
第一步：2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步：H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l)  △H2．
某實驗小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為0．5 L密閉容器中投入4 mol氨和l mol二氧化碳，實驗測得反應中各組分隨時間的變化如下圖I所示：

①已知總反應的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應的快慢由第    步反應決定，總反應進行到   min時到達平衡。
②第二步反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上圖II所示，則△H2    0(填“>” “<” 或 “=”)
（3）在溫度70-95℃時，工業(yè)尾氣中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，將其轉(zhuǎn)化為N2
①尿素與NO、NO2三者等物質(zhì)的量反應，化學方程式為
                                                            
②已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g)．△H=180．6 kJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92．4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H=-483．6 kJ·mol-1
則4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)  △H=    kJ·mol-1
（4）尿素燃料電池結(jié)構如上圖III所示。其工作時負極電極反應式
可表示為                                                   。

（1）A B C （2分）
（2）①2（2分）; 55（2分）② >（2分）
（3）①CO(NH2)2＋NO＋NO2=CO2＋2N2＋2H2O（2分）
②―1627.2kJ·mol―1（2分）
（4）CO(NH2)2＋H2O―6=CO2＋N2＋6H＋（2分）

解析試題分析：（1）2NH3（l）+CO2（g）=H2O（l）+H2NCONH2（l）△H=-103.7kJ·mol－1，反應是放熱反應，反應前后氣體體積減小；有利于提高尿素的生成速率需要依據(jù)影響化學反應速率的因素進行分析，
A．采用高溫，反應是放熱反應，平衡逆向進行，但反應速率增大，A符合；
B．反應由氣體參加，反應前后氣體體積減小，采用高壓，增大壓強，反應正向進行，反應速率增大，B符合；
C．尋找更高效的催化劑，催化劑可以加快反應速率，但不改變平衡，C符合；
D．減小體系內(nèi)CO2濃度平衡逆向進行，反應速率減小，D不符合；
故答案為：ABC；
（2）①由圖象可知在15分鐘左右，氨氣和二氧化碳反應生成氨基甲酸銨后不再變化發(fā)生的是第一步反應，氨基甲酸銨先增大再減小最后達到平衡，發(fā)生的是第二部反應，從曲線斜率不難看出第二部反應速率慢，所以已知總反應的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應的快慢由第二步?jīng)Q定，由圖象變化可知當進行到55分鐘時，反應達到平衡，
故答案為：2；55；
②第二步反應的平衡常數(shù)K隨溫度的升高增大，說明反應是吸熱反應，△H2＞0，故答案為：＞；
（3）①工業(yè)尾氣中的NO、NO2可以用尿素溶液吸收，將其轉(zhuǎn)化為N2，尿素與NO、NO2三者等物質(zhì)的量反應，生成二氧化碳、氮氣和水，反應的化學方程式為：CO（NH2）2+NO+NO2=CO2+2N2+2H2O，故答案為：CO（NH2）2+NO+NO2=CO2+2N2+2H2O；
②a、N2（g）+O2（g）═2NO（g）．△H=180.6kJ·mol－1
b、N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ·mol－1
c、2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ·mol－1
依據(jù)蓋斯定律c×3-2×b-2×a得到，4NO（g）+4NH3（g）+O2（g）═4N2（g）+6H2O（g）△H=-1627.2KJ·mol－1，故答案為：―1627.2KJ·mol－1；
（4）依據(jù)尿素燃料電池結(jié)構，尿素在負極發(fā)生氧化反應失電子生成二氧化碳和氮氣，氧氣在正極得到電子發(fā)生還原反應生成氫氧根離子，酸性介質(zhì)中實際生成水，負極電極反應為：
CO（NH2）2+H2O-6e－=CO2+N2+6H＋；正極電極反應為O2+4H＋+4e－=2H2O，故答案為：CO（NH2）2+H2O-6e－=CO2+N2+6H＋．
考點：化學平衡的影響因素；用蓋斯定律進行有關反應熱的計算；電極反應和電池反應方程式；物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線

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相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

到目前為止，由化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑螂娔苋匀皇侨祟愂褂米钪饕哪茉础?br />（1）化學反應中放出的熱能（焓變，ΔH）與反應物和生成物的鍵能（E）有關。
已知：H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) ΔH＝－185kJ/mol
E（H－H）＝436 kJ/mol，E（Cl－Cl）＝247 kJ/mol
則E（H－Cl）＝                                       ；
（2）已知：Fe2O3(s)＋3CO(g)＝2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－25kJ/mol
3 Fe2O3(s)＋CO(g)＝2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH＝－47kJ/mol
Fe3O4(s)＋CO(g)＝3FeO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋19kJ/mol
請寫出CO還原FeO的熱化學方程式：                           ；
最近，又有科學家制造出一種使用固體電解質(zhì)的燃料電池，其效率更高。一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸汽。其中固體電解質(zhì)是摻雜了Y2O3（Y：釔）的ZrO2（Zr：鋯） 固體，它在高溫下能傳導O2-離子（其中氧化反應發(fā)生完全）。以丁烷（C4H10）代表汽油。
①電池的正極反應式為                                               ____  ；
②放電時固體電解質(zhì)里的O2-離子的移動方向是向       極移動（填正或負）。 

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的測量及處理具有重要意義。
（1）I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化，常用于定量測定CO的含量。已知：
2I2(s)+5O2(g)＝2I2O5(s)         △H＝－75.56  kJ·mol－1
2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)       △H＝－566.0  kJ·mol－1
寫出CO(g)與I2O5(s)反應生成I2(s)和CO2(g)的熱化學方程式：                                     。
（2）一定條件下，NO2與SO2反應生成SO3和NO兩種氣體：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)將體積比為1∶2的NO2、SO2氣體置于密閉容器中發(fā)生上述反應，下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是                     。
a．體系壓強保持不變
b．混合氣體顏色保持不變
c．SO3和NO的體積比保持不變
d．每消耗1molSO2的同時生成1molNO
測得上述反應平衡時NO2與SO2體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝                 。
（3）從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為：CO2  (g)＋3H2(g)  CH3OH(g)＋H2O(g)   △H3
①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體 （物質(zhì)的量之比均為1：3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH) 與反應溫度T的關系曲線如圖所示，則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應的△H3                     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1molCO2和3molH2，進行上述反應。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下左圖所示。若在上述平衡體系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸氣（保持溫度不變），則此平衡將                       移動（填“向正反應方向”、“不”或“逆反應方向”）。
         
③直接甲醇燃料電池結(jié)構如上右圖所示。其工作時負極電極反應式可表示為                      。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

用“＞”、“＜”或“＝”填空：
（1）同溫同壓下，H2(g)+Cl2(g)＝2HCl(g)，光照和點燃條件的ΔH（化學計量數(shù)相同）分別為ΔH1、ΔH2，ΔH1______ΔH2；
（2）相同條件下，2mol氫原子所具有的能量    1mol氫分子所具有的能量；
（3）已知常溫時紅磷比白磷穩(wěn)定，比較下列反應中ΔH的大�。害1_____ΔH2。
①4P(白磷，s) +5O2(g)＝2P2O5(s)  ΔH1，②4P(紅磷，s)+5O2(g)＝2P2O5(s)  ΔH2；
（4）已知：101 kPa時，2C(s) +O2(g)＝2CO(g)  ΔH＝－221kJ·mol－1，則碳的燃燒熱數(shù)值    110.5 kJ·mol－1；
（5）已知：稀溶液中，H＋(aq)+OH－ (aq)＝H2O(l)  ΔH＝－57.3kJ/mol，則濃硫酸與稀NaOH溶液反應生成1 mol水，放出的熱量        57.3 kJ；
（6）可逆反應：aA(氣)+bB(氣)cC(氣)+dD(氣)；ΔH＝Q，根據(jù)圖回答：

P1 ______ P2；②（a+b）______（c+d）；③t1℃______ t2℃。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(14分)2014年10月初，霧霾天氣多次肆虐河北、天津、北京等地區(qū)。其中，燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)�！鱄＜0
①該反應的平衡常數(shù)表達式                                                           。
②若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是                                   （填代號）。

（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式：                            。
（3）在一定條件下，也可以用NH3處理NOx。已知NO與NH3發(fā)生反應生成N2和H2O，現(xiàn)有NO和NH3的混合物1mol，充分反應后得到的還原產(chǎn)物比氧化產(chǎn)物多1.4 g，則原反應混合物中NO的物質(zhì)的量可能是_____________。
（4）以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。則2 molCH4與足量H2O（g）反應最多可生成_______mol H2，寫出該反應的化學方程式_________________________________________________。
(5)上述方法制得的H2可以和CO在一定條件下合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及許多烴類物質(zhì)。當兩者以物質(zhì)的量1:1催化反應，其原子利用率達100%，合成的物質(zhì)可能是                     。
a.汽油        b.甲醇           c.甲醛            d.乙酸

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2013年初，霧霾天氣多次肆虐天津、北京等地區(qū)。其中，燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。
（1）汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0
①該反應平衡常數(shù)表達式                        
②若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是               （填代號）。

（2）直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。
煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式：                             。
（3）甲烷燃料電池可以提升能量利用率。下圖是利用甲烷燃料電池電解100mL1mol/L食鹽水,電解一段時間后，收集到標準狀況下的氫氣2.24L（設電解后溶液體積不變）.
①甲烷燃料電池的負極反應式：                                          。
②電解后溶液的pH=        (忽略氯氣與氫氧化鈉溶液反應)
③陽極產(chǎn)生氣體的體積在標準狀況下是       L

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一。
(1)在250C 101kPa時，H2與O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的熱量，其熱化學方程式為
___________
又知: ①C(s)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－393.5kJ/mol
②CO(g)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－283.0kJ/mol
焦炭與水蒸氣反應是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法，C(s)＋H2O(g)═CO(g)＋H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以與H2O(g)進一步發(fā)生反應: CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＜0在恒容密閉容器中，起始時n(H2O)=0.20mol，n(CO)＝0.10 mol,在8000C時達到平衡狀態(tài)，K＝1.0，則平衡時，容器中CO的轉(zhuǎn)化率是_____________(計算結(jié)果保留一位小數(shù))。
(3) 工業(yè)上從煤氣化后的混合物中分離出H2，進行氨的合成，已知反應反應N2(g)＋3H2(g2NH3(g)（△H＜0）在等容條件下進行，改變其他反應條件，在I、II、III階段體系中各物質(zhì)濃度隨時間變化的曲線如下圖所示：

①N2的平均反應速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)從大到小排列次序為________；
②由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動的方向 是________，采取的措施是________。
③比較第II階段反應溫度(T2)和第III階段反應速度（T3)的高低：T2________T3填“〉、=、<”判斷的理由是________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有者重要作用。請回答下列問題：

（1）圖1是1molNO2和1molCO反應生成CO2和NO過程中能星變化示意圖(a、b均大于0，)且知:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1（c>0）
請寫出CO將NO2還原至N2時的熱化學方程式____________；
（2）圖2是實驗室在三個不同條件的密閉容器中合成氨時，N2的濃度隨時間的變化曲線(以a、b、c表示）。已知三個條件下起始加入濃度均為：c(N2)=0.1mol·L-1，c(H2)=0.3mol·L-1；合成氨的反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0
①計算在a達平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為______；
②由圖2可知，b、c各有一個條件與a不同，則c的條件改變可能是______；
試寫出判斷b與a條件不同的理由____________；
（3）利用圖2中c條件下合成氨（容積固定）。已知化學平衡常數(shù)K與溫度(T)的關系如下表:

①試確定K1的相對大小，K1______4.1x106(填寫“>”“-”或“<”）
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)的 是______(填序號字母）。
A．容器內(nèi)NH3的濃度保持不變  B．2v(N2)(正）=v(H2)(逆）
C．容器內(nèi)壓強保持不變   D．混合氣體的密度保持不變
（4）①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用離子反應方程式表示 )______。
②250C時，將pH=x氨水與pH=y的疏酸(且x+y=14,x>11)等體積混合后，所得溶液中各種離子的濃度關系正確的是
A．[SO42-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
B．[NH4+]>[SO42-]>[OH-]>[H+]
C．[NH4+]+[H+]>[OH-]+[SO42-]
D．[NH4+]>[SO42-]>[H+]>[OH-]

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

（14分）化學在能源開發(fā)與利用中起著十分重要的作用。
（1）蘊藏在海底的可燃冰是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體．被稱之為“未來能源”。在25℃、101 kPa下，1g甲烷完全燃燒生成和液態(tài)水時放熱55.6 kJ。甲烷燃燒的熱化學方程式為 ______：相同條件下，356 g可燃冰（分子式為CH4·9H2O，Mr＝178）釋放的甲烷氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水，放出的熱量為_______kJ。
（2）二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體，可作為一種新型能源，具有清潔、高效的優(yōu)良性能。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制各二甲醚，其中的主要過程包括以下四個反應：
甲醇合成反應：
（Ⅰ）CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）  △H1＝－90.1kJ?mol-1
（Ⅱ）CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g） △H2＝－49.0kJ?mol-1
水煤氣變換反應：（Ⅲ）CO（g）+H2O（g）═CO2（g）+H2 （g） △H3＝－41.1kJ?mol-1
二甲醚合成反應：（Ⅳ）2CH3OH（g）═CH3OCH3（g）+H2O（g）△H4＝－24.5kJ?mol-1
①分析二甲醚合成反應(iv)對于CO轉(zhuǎn)化率的影響___________________________________。
②由H2和CO直接制備二甲醚（另一產(chǎn)物為水蒸氣）的熱化學方程式為：__________________。根據(jù)化學反應原理，分析增加壓強對直接制備二甲醚反應的影響_________________________________。
（3）二甲醚直接燃料電池具有啟動快、效率高等優(yōu)點。若電解質(zhì)為堿性，二甲醚直接燃料電池的負極反應為______________________，一個二甲醚分子經(jīng)過電化學氧化，可以產(chǎn)生________電子的電量。

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