(2014•钟祥市模拟)(一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿

(2014•钟祥市模拟)(一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素.其反应分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)⇌H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l)△H1=-330.0kJ•mol-1
第二步:H2NCOONH4(l)⇌H2O(l)+H2NCONH2(l)△H2=+226.3kJ•mol-1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5m3密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示:

①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定.
②反应进行到10min时测得CO2的物质的量如图1所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=______mol/(L•min).
③当反应在一定条件下达到平衡,若在恒温、恒容下再充入一定量气体He,则CO(NH22(l)的质量______(填“增加”、“减小”或“不变”).
(二)氨是制备尿素的原料,NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用.
氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将a mol/L的氨水与b mol/L的硫酸以3:2体积比混合反应后溶液呈中性.用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为
[4b/3a−4b×10−7
serena_l10 1年前 已收到1个回答 举报

佚名人士007 幼苗

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解题思路:(一)①已知总反应的快慢由慢的一步决定,结合图象变化趋势进行判断,反应快慢可以依据第一步和第二步反应的曲线斜率比较大小;
②分析图象计算10分钟时二氧化碳的消耗物质的量,结合化学反应速率概念进行计算;
③恒温、恒容下再充入一定量气体He,对平衡不产生影响;
(二)氨水的电离平衡常数为电离出离子的浓度积与溶质浓度的比值;
(三)(1)在25摄氏度,101 kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,根据定义进行书写;
(2)①化学反应达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,且不等于0,各物质的浓度不再发生变化,由此衍生的一些物理量不发生变化,以此进行判断,得出正确结论;
②设转化的水为amol,根据平衡常数进行计算;
(四)(1)根据图2进行分析;
(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程,阴极是二氧化碳得到电子生成碳,依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应.

(一)①由图象可知在15分钟左右,氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化,发生的是第一步反应,氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡,发生的是第二部反应,从曲线斜率不难看出第二部反应速率慢,已知总反应的快慢由慢的一步决定,故合成尿素总反应的快慢由第二步决定,
故答案为:二;
②依据图象分析,二氧化碳再进行到10min时物质的量为0.25mol,所以此时的反应速率为=

1mol−0.25mol
500L
10min]1.5×10-4mol/L•min,
故答案为:1.5×10-4mol/L•min;
③恒温、恒容下再充入一定量气体He,对平衡不产生影响,故CO(NH22(l)的质量不变,
故答案为:不变;
(二)a mol/L的氨水与b mol/L的硫酸以3:2体积比混合反应后溶液呈中性,设硫酸的体积为2V,则氨水的体积为3V,n(SO42-)=bmol/L×2V=2bVmol,电荷守恒:n(NH4+)+n(H+)=2n(SO42-)+n(OH-),溶液呈中性,即n(H+)=n(OH-),即n(NH4+)=2n(SO42-)=4bVmol;c(OH-)=10-7mol/L,c(NH4+)=[4bVmol/3V]=[4b/3]mol/L,氨水中的电离常数为=
c(NH4+)•c(OH−)
c(NH3•H2O)=

4b
3×10−7
a−
4b
3=[4b/3a−4b×10−7mol/L,
故答案为:
4b
3a−4b×10−7mol/L;
(三)(1)氢气燃烧热的化学方程式为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),已知在25℃,101KPa条件下,1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则Q=2×142.9kJ=285.8kJ,故氢气燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),△H=-285.8kJ/mol,
故答案为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),△H=-285.8kJ/mol;
(2)①C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g),
A.反应前后气体的体积不等,故容器内的压强不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故A正确;
B.消耗水蒸气是正反应,生成CO也是正反应,故消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故B错误;
C.密度=
总质量
体积],总质量在变,体积不变,故混合气的密度不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故C正确;
D.单位时间有n个H-O键断裂是正反应,同时有n个H-H键断裂是逆反应,但正逆反应速率不等,故单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故D错误,
故答案为:AC;
②C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g),
开始(mol):6 0 0
转化(mol):a a a
平衡(mol):6-aa a
K=[a×a/6−a]=1,a=2,故x应满足的条件是:x>2,
故答案为:x>2;
(四)(1)根据图2可知:上述生产过程的能量转化方式为:太阳能和电能转化为化学能,
故答案为:太阳能和电能转化为化学能;
(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程,电极反应为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑,阴极是二氧化碳得到电子生成碳,依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应为:3CO2+4e-═C+2CO32-
故答案为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑;3CO2+4e-═C+2CO32-

点评:
本题考点: 化学平衡常数的含义;热化学方程式;反应速率的定量表示方法;化学平衡的影响因素;化学平衡状态的判断;弱电解质在水溶液中的电离平衡;电解原理.

考点点评: 本题考查化学平衡的影响因素分析,化学反应速率的影响因素判断,图象分析反应的进行程度,热化学方程式和盖斯定律的计算应用,原电池电极反应书写的方法,题目难度中等,但题量很大.

1年前

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