【題目】CO2和CH4是兩種溫室氣體,研究它們具有重要的意義。

(1)已知CH4、H2和CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3 kJ· mol-1、-285.8 kJ· mol-1和-283.0 kJ·mol-1。則 △H=_________kJ·mol-1

(2)以CO2和NH3為原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示為: △H=-86.98 kJ·mol-1

反應(yīng)中影響CO2平衡轉(zhuǎn)化率的因素很多,右圖為某特定條件下,不同水碳比[n(H2O/n(CO2)]和溫度對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響曲線。

①為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,生產(chǎn)中除控制溫度外還可以采取的措施有___________________、____________________。

②當(dāng)溫度高于190℃后,CO2平衡轉(zhuǎn)化率出現(xiàn)如圖所示的變化趨勢(shì),其原因是_______________。

(3)向1.0 L密閉容器中通入0.2 mol NH3(g)和0.1 mol CO2(g),在一定溫度下發(fā)生反應(yīng)則 ,反應(yīng)時(shí)間與氣體總壓強(qiáng)(p)的數(shù)據(jù)如下表:

用起始?jí)簭?qiáng)和總壓強(qiáng)計(jì)算平衡時(shí)NH3的轉(zhuǎn)化率為_________,0~80 min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是__________。

(4)氨基甲酸銨(NH2COONH4)極易水解成碳酸銨,在酸性條件水解更徹底。將氨基甲酸銨粉末逐漸加入到1 L 0.1 mol·L-1的鹽酸中直到pH=7(室溫下,忽略溶液體積變化),共用去0.052 mol氨基甲酸銨,溶液中幾乎不含碳元素。此時(shí)溶液中c(NH4+)=__________,NH4+水解平衡常數(shù)為__________。

【答案】 247.3kJ·mol-1 增大壓強(qiáng) 降低碳水比(或增大氨氣濃度) 正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度高于190℃,升溫平衡向逆方向進(jìn)行,二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低。 80% 0.001 mol·L-1·min-1 0.1 mol·L-1 4×10-9 mol·L-1

【解析】(1)已知CH4、H2CO的燃燒熱(△H)分別為-890.3 kJ· mol-1、-285.8 kJ· mol-1和-283.0 kJ·mol-1,則①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ· mol-1,②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ· mol-1,③CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ· mol-1,根據(jù)蓋斯定律①-(②+③)×2即可得到 H=+247.3kJ·mol-1;(2)①正反應(yīng)是體積減小的放熱反應(yīng),所以為提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,生產(chǎn)中除控制溫度外還可以采取的措施有增大壓強(qiáng)、降低碳水比(或增大氨氣濃度)。②由于正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度高于190℃,升溫平衡向逆方向進(jìn)行,因此二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低。(3)氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比,設(shè)氨氣消耗物質(zhì)的量xmol,則

2NH3g)+CO2gCONH22s)+H2Og

起始量在(mol) 0.2 0.1 0 0

變化量(mol) x 0.5x 0.5x 0.5x

平衡量(mol) 0.2-x 0.1-0.5x 0.5x 0.5x

氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比,圖表中可知80min反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),(0.2+0.1)/(0.2x+0.10.5x+0.5x)=9.53/4.45,解得x0.16mol,平衡時(shí)NH3 的轉(zhuǎn)化率=0.16mol/0.2mol×100%=80%。0~80min內(nèi)CO2的反應(yīng)速率v=△c/△t=0.5×0.16mol/(1L×80min)=0.001mol/(Lmin);(4)因?yàn)榘被姿徜@極易水解成碳酸銨,即反應(yīng)式為NH2COONH4s)+H2ONH42CO3,加入1L0.1mol/L的鹽酸溶液中直到溶液pH=7并且溶液中幾乎不含碳元素,所以溶液中只有H+、NH4+、OH-、Cl-,根據(jù)電荷守恒cNH4+)=cCl-)=0.1mol/L,又用去0.052mol氨基甲酸銨,所以開始溶液中的銨根離子濃度為0.052mol/L×2=0.104mol/L,則

NH4++H2ONH3H2O+H+

開始 0.104mol/L 0

轉(zhuǎn)化 0.004mol/L 0.004mol/L

平衡 0.1mol/L 0.004mol/L

又溶液為pH=7,所以氫離子濃度為10-7mol/L,則NH4+水解平衡常數(shù)K=c(NH3H2O)c(H+)/c(NH4+)=0.004×107/0.1=4×10-9。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解硫酸鈉溶液聯(lián)合生產(chǎn)硫酸和燒堿溶液的裝置 如右下圖所示,其中陰極和陽極均為惰性電極。測(cè)得同溫同壓下,氣體甲與氣體乙的體積比約為12,以下說法不正確的是

A. a極與電源的正極相連

B. 產(chǎn)物丙為硫酸溶液

C. 離子交換膜d為陽離子交換膜(允許陽離子通過)

D. a電極反應(yīng)式為2H2O2e2OHH2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NaCl晶體中存在的化學(xué)鍵為

A. 共價(jià)鍵 B. 離子鍵 C. 極性鍵 D. 非極性鍵

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】A、B、C、D四種化合物有的是藥物,有的是香料。它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下所示:

(1)化合物A的分子式是__________;D中含氧官能團(tuán)的名稱是____________;

(2)A、B、C、D四種化合物中互為同分異構(gòu)體的是(填序號(hào))_____________;

(3)化合物B的核磁共振氫譜中出現(xiàn)________組峰;

(4)1mol C最多能與________mol的氫氣發(fā)生加成反應(yīng);

(5)C的苯環(huán)上的一氯取代物有_________種。

(6)寫出D形成的高分子化合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:______________。

(7)寫出2,3-二甲基-2-丁烯的鍵線式為___________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知A的分子式為C4H4O3 ,根據(jù)圖示填空。

(1)化合物A中含有的官能團(tuán)是________(填名稱)。

(2)1 mol A與2 mol H2反應(yīng)生成1 mol E,寫出該反應(yīng)的方程式_______________________ ,該反應(yīng)的反應(yīng)類型為_________,

(3)與A具有相同官能團(tuán)的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______。

(4)B在酸性條件下與Br2反應(yīng)得到D,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______________

(5)F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是________;

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】北京奧運(yùn)會(huì)主體育場(chǎng)鳥巢,被《泰晤士報(bào)》評(píng)為全球最強(qiáng)悍工程。鳥巢運(yùn)用了高強(qiáng)度、高性能的釩氮合金高新鋼,則釩原子的價(jià)電子排布式正確的是(

A. 3s23p6B. 3d34s2C. 3d64s2D. 4s2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】25 ℃時(shí),水的電離達(dá)到平衡:H2OH+OH ΔH>0,下列敘述正確的是( )

A. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移動(dòng),c(OH)降低

B. 向水中加入少量固體硫酸氫鈉,c(H)增大,Kw不變

C. 向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移動(dòng),c(H)降低

D. 將水加熱,Kw增大,pH不變

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氯吡格雷是一種用于預(yù)防和冶療因血小板高聚集引起的心、腦及其他動(dòng)脈循環(huán)障礙疾病的藥物。以2-氯苯甲醛為原料合成該藥物的路線如下:

(1)A分子中“共面的原子數(shù)目最多為________個(gè)。

(2)C含有多種官能團(tuán),能發(fā)生縮聚反應(yīng)。請(qǐng)寫出C在一定條件下聚合成高分子化合物的化學(xué)方程式____________________。

(3)由E轉(zhuǎn)化為氯吡格雷時(shí),相伴生成的另一種產(chǎn)物的名稱為________。

(4)物質(zhì)G是物質(zhì)A的同系物,比A多一個(gè)碳原子,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng),除苯環(huán)之外無其他環(huán)狀結(jié)構(gòu);則符合上述條件的G的同分異構(gòu)體共有______種。其中核磁共振氫譜中有4個(gè)吸收峰,且峰值比為2:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________(任寫一種)。

(5)已知:,寫出由乙烯、甲醇為有機(jī)原料制備化合物的合成路線流程圖___________(無機(jī)試劑任選)。合成路線流程圖示例如下:

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某學(xué)習(xí)小組為認(rèn)識(shí)鐵及其化合物的性質(zhì)、分散系的性質(zhì)做了如下一組綜合實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)流程回答相關(guān)問題:

(1)請(qǐng)寫出Fe2O3與①反應(yīng)的離子方程式______________________________

(2)物質(zhì)②為_______________。

(3)請(qǐng)寫出FeCl3與鐵粉反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________

(4)向FeCl2溶液中滴加NaOH溶液最終生成Fe(OH)3濁液,該過程的現(xiàn)象為____________ ,此過程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)為(用化學(xué)方程式表達(dá))_________________________。

(5)將FeCl3飽和溶液滴入沸水中,并繼續(xù)煮沸至紅褐色,制得分散系③__________________,它與FeCl3溶液、Fe(OH)3濁液的本質(zhì)區(qū)別是_________________________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案