【題目】目前世界上廣泛采用氨和二氧化碳高溫高壓下制備尿素,主要反應(yīng)為兩步:

第一步:生成氨基甲酸銨

第二步:氨基甲酸銨脫水生成尿素

2NH3(l)CO2(g)H2NCOONH4(氨基甲酸銨) (l) H1

H2NCOONH4(l)H2O(l)H2NCONH2(l)

H2

快速放熱

慢速吸熱

1)寫出制備尿素的總反應(yīng)化學(xué)方程式:____________________________,該反應(yīng)熱為,則______________(“大于”“小于”或“等于”)。

2)下列說(shuō)法正確的是________________。

A.利用二氧化碳制備尿素是減緩溫室效應(yīng)的有效方法

B.第二步反應(yīng)高溫條件下自發(fā)進(jìn)行

C.提高投料中的水碳比有利于尿素的生成

D.第一步反應(yīng)的活化能大于第二步反應(yīng)

3)尿素生產(chǎn)過(guò)程中轉(zhuǎn)化率通常用二氧化碳轉(zhuǎn)化率來(lái)表示,當(dāng)二氧化碳起始濃度為時(shí)(,水碳比=0.5),尿素平衡轉(zhuǎn)化率隨氨碳比的變化如表所示:

氨碳比/濃度比

2.95

3.10

3.20

3.50

尿素平衡轉(zhuǎn)化率/%

56.4

57.5

57.9

60.0

提高氨碳比有利于生成尿素,主要有兩個(gè)原因:一是增大氨氣濃度有利于反應(yīng)正向移動(dòng);二是_____________。氨碳比為3.50時(shí),求該狀態(tài)下的制備尿素總反應(yīng)平衡常數(shù)K=___________.

4)一定條件下,在圖中繪制氨基甲酸銨()在反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系圖。

_______________

5)通過(guò)直接尿素燃料電池裝置,實(shí)現(xiàn)了“尿素能”的利用,且產(chǎn)生無(wú)污染的產(chǎn)物,寫出負(fù)極反應(yīng):____________________________.

【答案】 大于 AB 過(guò)量氨氣與第二步反應(yīng)生成的水結(jié)合,促進(jìn)平衡正向移動(dòng) 0.13 (出現(xiàn)先上升后下降再穩(wěn)定趨勢(shì)即得分)

【解析】

1)依據(jù)蓋斯定律分析;

2)根據(jù)反應(yīng)自發(fā)性、反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的基本原理作答;

3)從濃度影響化學(xué)平衡的角度考慮;根據(jù)題意,列出三段式,根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式列式計(jì)算;

4)依據(jù)兩步反應(yīng)分析作答;

5)由題目信息可知原電池負(fù)極發(fā)生尿素的氧化反應(yīng),在堿性條件下進(jìn)行,故生成碳酸根。

1)由題意可知兩步反應(yīng)相加即為總反應(yīng),故制備尿素的總反應(yīng)化學(xué)方程式為:;根據(jù)蓋斯定律,,則有,故答案為:;大于;

2A. 用于生產(chǎn)尿素是消耗二氧化碳的有效途徑,A項(xiàng)正確;

B. 第二步反應(yīng),,高溫自發(fā),B項(xiàng)正確;

C. 水是第二步反應(yīng)產(chǎn)物,提高水碳比不利于提高尿素的生成,C項(xiàng)錯(cuò)誤;

D. 第一步反應(yīng)快速,第二步反應(yīng)慢速,故第一步反應(yīng)活化能小于第二步反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤;

故答案為AB。

3)過(guò)量氨氣結(jié)合第二步反應(yīng)生成的水,促進(jìn)平衡正向移動(dòng);由題目中的水碳比和氨碳比,結(jié)合尿素平衡轉(zhuǎn)化率,假設(shè)開(kāi)始

開(kāi)始 7 2 0

轉(zhuǎn)化 2.4 1.2 1.2

平衡 4.6 0.8 1.2,

因水碳比為0.5,起始水蒸氣的濃度為2mol/L0.5=1mol/L,故水蒸氣的平衡濃度為1.2mol/L+1mol/L=2.2mol/L,則平衡常數(shù);

4)第一步反應(yīng)快速生成氨基甲酸銨,第二步反應(yīng)消耗較慢,故氨基甲酸銨先累積后達(dá)到平衡濃度,故答案為:(出現(xiàn)先上升后下降再穩(wěn)定趨勢(shì)即得分);

5)結(jié)合負(fù)極尿素產(chǎn)生氮?dú)夂吞妓岣x子,其電極反應(yīng)式為:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鎂合金及鎂的化合物在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)鎂在元素周期表中的位置是__________________

(2)用水氯鎂石(主要成分為MgCl2·6H2O)制備金屬鎂的關(guān)鍵流程如下:

該工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)有______________。

(3)儲(chǔ)氫材料Mg(AlH4)2110200 ℃的反應(yīng)為Mg(AlH4)2=MgH22Al3H2,每轉(zhuǎn)移6 mol電子生成氫氣的物質(zhì)的量為________mol。

(4)堿式碳酸鎂密度小,是橡膠制品的優(yōu)良填料,可用復(fù)鹽MgCO3·(NH4)2CO3·2H2O作原料制備。制備過(guò)程中,需要用到鹵水(氯化鎂溶液)。某科研小組用沉淀滴定法分析產(chǎn)品中Cl的含量,稱取6.100 0 g產(chǎn)品用適量硝酸溶解,經(jīng)稀釋等步驟最終配得500 mL的溶液。

a.準(zhǔn)確量取25.00 mL 待測(cè)液,用0.100 0 mol/L AgNO3標(biāo)準(zhǔn)液滴定,滴定前后滴定管中的液面讀數(shù)如圖所示,則滴定過(guò)程中消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為________mL。

b.

AgCl

AgBr

AgI

Ag2CrO4

Ksp

2×1010

5.4×1013

8.3×1017

2×1012

顏色

淡黃

磚紅

參照上表數(shù)據(jù)及信息分析,滴定時(shí)可以作指示劑的是________(填數(shù)字序號(hào))。

CaCl2 、NaBr 、NaI  ④K2CrO4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知反應(yīng):2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3,分別在0 ℃20 ℃下,測(cè)得其轉(zhuǎn)化分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線(Y-t)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A. b代表CH3COCH3Y-t曲線

B. 反應(yīng)進(jìn)行到20min末,H3COCH3

C. 升高溫度可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率

D. Y=0Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】合理利用資源,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),降低碳排放,實(shí)施低碳經(jīng)濟(jì)是今后經(jīng)濟(jì)生活主流;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)下列措施不利于有效減少二氧化碳的是______(填字母)。

a.植樹(shù)造林,保護(hù)森林,保護(hù)植被

b.加大對(duì)煤和石油的開(kāi)采,并鼓勵(lì)使用液化石油氣

c.大力發(fā)展風(fēng)能、水力、潮汐能發(fā)電和核電,大力推行太陽(yáng)能的綜合開(kāi)發(fā)

d.推廣使用節(jié)能燈和節(jié)能電器,使用空調(diào)時(shí)夏季溫度不宜設(shè)置過(guò)低,冬天不宜過(guò)高

(2)科學(xué)家致力于二氧化碳的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究,如將CO2H214的物質(zhì)的量之比混合通入反應(yīng)器,在適當(dāng)條件下反應(yīng)可獲得一種重要能源。請(qǐng)完成以下化學(xué)方程式:CO2+4H2_____+2H2O

(3)用CO2合成燃料甲醇(CH3OH)是碳減排的新方向,F(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):某溫度下在體積為1L的密閉容器中,充入2molCO26molH2,發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。現(xiàn)測(cè)得CO2CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=___

(4)以KOH為電解質(zhì)的甲醇燃料電池總反應(yīng)為2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。通入甲醇的電極為燃料電池的______(填“正”或“負(fù)”)極,正極反應(yīng)式為_______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】二氧化碳利用具有十分重要的意義,科學(xué)家有以下幾個(gè)設(shè)想。

(1)用太陽(yáng)能將CO2轉(zhuǎn)化成O2C(石墨烯),其設(shè)想如圖:

則重整系統(tǒng)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________

(2)二氧化碳和氫氣在催化劑作用下可制取低碳烯烴。在一密閉容器中分別投入1molCO2、3molH2,發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+ 4H2O(g) H;在不同溫度下,用傳感技術(shù)測(cè)出平衡時(shí)H2的物質(zhì)的量變化關(guān)系如圖所示。

①其它條件不變,起始時(shí)若按lmolCO2、2molH2進(jìn)行投料,CO2轉(zhuǎn)化率將________(增大減小不變);

②△H_____0(填“>”“<”“ 不能確定)。

③若測(cè)試中體系內(nèi)無(wú)氧氣產(chǎn)生,試結(jié)合圖示推斷熱穩(wěn)定性C2H4 _____H2O (填“>”“<”“ 不能確定)。

(3)用氨水吸收CO2制化肥(NH4HCO3)

①已知:NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+OH-(aq) H1=akJ/mol

CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq) H2=bkJ/mol

H2CO3(aq)+OH-(aq)HCO3-(aq)+H2O(l) H3=ckJ/mol

則利用NH3 H2O吸收CO2制備NH4HCO3的熱化學(xué)方程式為______________________;

②已知常溫下相關(guān)數(shù)據(jù)如表:

Kb(NH3·H2O)

2×10-5kJ/mol

Ka1(H2CO3)

4×10-7kJ/mol

Ka2(H2CO3)

4×10-11kJ/mol

則反應(yīng)NH4++HCO3-+H2ONH3 H2O+H2CO3的平衡常數(shù)K=___________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】疊氮化鉀()能促使作物或難于萌發(fā)的種子發(fā)育。設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)制備疊氮化鉀并測(cè)定其純度:

I.制備

步驟1:制備亞硝酸丁酯(

反應(yīng)裝置如圖1(夾持裝置略去),向燒杯中依次加入稀硫酸、丁醇、亞硝酸鈉溶液,待反應(yīng)完全后,分離出上層油狀物,用的混合溶液洗滌三次,經(jīng)干燥后備用。

步驟2:制備疊氮化鉀

反應(yīng)裝置如圖2(夾持及加熱裝置路去),向儀器A中加入乙醇溶液、的聯(lián)氨()、亞硝酸丁酯,蒸汽浴加熱,反應(yīng)完全后,疊氮化鉀即沉淀出來(lái),冰浴冷卻,過(guò)濾,先用無(wú)水乙醇洗滌,再用無(wú)水乙醚洗滌,在空氣中于干燥。

相關(guān)物質(zhì)性質(zhì)如下:

物質(zhì)

顏色、狀態(tài)

沸點(diǎn)(℃)

溶解性

無(wú)色晶體

受熱易分解

易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚

無(wú)色液休

118

微溶于水,與乙醇、乙醚混溶

無(wú)色或淡黃色油狀液體

78

不溶于水,與乙醇、乙醚混溶

無(wú)色油狀液體

118

與水、乙醇混溶,不溶于乙醚

請(qǐng)回答:

1)儀器A的名稱為_____________.

2)步驟1中分離出亞硝酸丁酯的操作名稱為_____________;步驟1中用NaClNaHCO3的混合溶液洗滌的目的是__________________________.

3)步驟2中冰浴冷卻的目的是__________________________;步驟2中干燥產(chǎn)品的溫度控制在55~60℃,原因是__________________________

4)如需提高產(chǎn)品的純度,可在_____________(填編號(hào))中進(jìn)行重結(jié)晶。

A.無(wú)水乙醇 B.無(wú)水乙醚 C. D.乙醇的水溶液

.分光光度法測(cè)定產(chǎn)品的純度

原理:反應(yīng)非常靈敏,生成紅色絡(luò)合物,在一定波長(zhǎng)下測(cè)量紅色溶液的吸光度,利用“吸光度”曲線確定樣品溶液中的。測(cè)定步驟如下:

①用品體配制標(biāo)準(zhǔn)溶液;

②配制一組相同體積()不同濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液,分別加入(足量)標(biāo)準(zhǔn)溶液,搖勻,測(cè)量吸光度,繪制標(biāo)準(zhǔn)溶液的與吸光度的關(guān)系曲線,如圖;

③產(chǎn)品測(cè)定:稱取0.360g產(chǎn)品,配成溶液,取出于標(biāo)準(zhǔn)管中,加入(足量)標(biāo)準(zhǔn)溶液,搖勻,測(cè)得吸光度為0.6。

5)實(shí)驗(yàn)室用晶體配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的方法為_________________.

6)產(chǎn)品的純度為_________________;若③中加入的標(biāo)準(zhǔn)溶液不足以將產(chǎn)品完全反應(yīng),則測(cè)得的產(chǎn)品純度________________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知:pKa=-lgKa25℃時(shí),H2ApKa1=1.85,pKa2=7.19,常溫下用0.1molL-1NaOH溶液滴定20mL0.1molL-1H2A溶液的滴定曲線如圖所示(曲線上的數(shù)字為pH值,橫坐標(biāo)表示V(NaOH)).下列說(shuō)法不正確的是(  )

A. a點(diǎn)所得溶液中;2n(H2A)+n(A2-)=0.002mol

B. b點(diǎn)所得溶液中:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)

C. c點(diǎn)所得溶液中:c(Na+)<3c(HA-)

D. d點(diǎn)所得溶液中:c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】過(guò)氧化鈣(CaO2)是一種白色、無(wú)毒、難溶于水的固體,加熱至350 ℃左右開(kāi)始分解放出氧氣。過(guò)氧化鈣能殺菌消毒,廣泛用于果蔬保鮮、空氣凈化、污水處理等方面。其工業(yè)制備的主要流程如下:

(1)攪拌的目的是______。流程②中沒(méi)有采用加熱措施的可能原因是______、______。流程②的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________。

(2)整個(gè)流程中,除水外還可以循環(huán)使用的物質(zhì)是______。

(3)取上述制得的CaO2·nH2O晶體進(jìn)行熱重分析,其熱分解時(shí)晶體的質(zhì)量隨溫度變化的曲線如右圖。請(qǐng)通過(guò)計(jì)算給出過(guò)氧化鈣晶體(CaO2·nH2O)的化學(xué)式(寫出計(jì)算過(guò)程) __________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有0.2mol某有機(jī)物和0.5mol氧氣在一密閉容器中燃燒得產(chǎn)物為CO2CO、H2O(氣)。產(chǎn)物依次通過(guò)濃硫酸時(shí),濃硫酸的質(zhì)量增加了 10.8g;再通過(guò)灼熱的氧化銅時(shí),氧化銅的質(zhì)量減輕了 3.2g;又通過(guò)堿石灰時(shí),堿石灰的質(zhì)量增加了17.6g。該有機(jī)物的化學(xué)式是( )

A. C2H4 B. C2H6O2 C. C2H6O D. C3H6O3

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同步練習(xí)冊(cè)答案