1.

重要的氮肥-尿素的合成。20世纪初,工业上以CO2和NH3为原料合成尿素,在尿素合成塔中的主要反应表示如下:

反应Ⅰ:2NH3(g) + CO2(g)H2NCOONH4(s) 氨基甲酸铵    ΔH1= -272

反应Ⅱ:H2NCOONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)      ΔH2=

总反应III:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   H3

(1)反应III的H3 = ________。该反应自发进行的条件是________(填“低温”、“高温”、“任何温度”)。

研究反应Ⅰ的逆反应对提高尿素产率有重要意义。某研究学习小组把一定量的氨基甲酸铵固体放入容积为2 L的密闭容器中,在T℃下分解:NH2COONH4(s)2NH3(g) + CO2(g),t1时达到化学平衡。c(CO2)随时间t变化曲线如图所示。

(2)可以判断该分解反应已经达到平衡的是_______。

A. 混合气体的平均摩尔质量不变B. 密闭容器中总压强不变
C. 密闭容器中混合气体的密度不变D. 密闭容器中氨气的体积分数不变

(3)在0~t1时间内该化学反应速率v (NH3) = ________。

(4)若其他条件不变,t2时将容器体积压缩到1L,t3时达到新的平衡。请在图中画出t2~t4时间内c(CO2)随时间t变化的曲线________。

(5)利用电解装置可以将尾气中的NO转化为尿素[CO(NH2)2],其中碳的化合价为+4价,属于非电解质],工作原理如图。

①阴极的电极反应式为________。

②反应一段时间后,阳极区的pH基本不变,结合化学用语解释原因为________。

【考点】
化学平衡状态的判断; 化学反应速率和化学计量数的关系;
【答案】

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2. 减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容,在生产生活中有重要意义。
(1) 通过活性炭可以对汽车尾气进行处理,相关原理为。下列情况能说明该反应达到平衡状态的是_______。 A. B. 混合气体中的体积分数保持不变 C. 单位时间内断裂1个同时生成1个 D. 恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变
(2) 在催化转化器中,汽车尾气中可发生反应: , 某小组在200℃、5L恒容密闭容器中充入等物质的量的模拟该过程,的物质的量随时间变化如表所示。

t/s

0

10

20

30

40

50

n(NO)/mol

0.40

0.35

0.31

0.30

0.30

0.30

①10s-20s内用表示该反应的平均反应速率为

②该条件下,CO的最大转化率为

③下列措施一定能增大该反应速率的是(填序号)。

A.适当升高温度             B.充入

C.适当减小容器的容积       D.及时分离出

(3) 某温度下,在上述密闭容器中通入 , 反应物初始浓度相同时,实验温度为280℃和360℃,进行以下实验:

实验编号

实验目的

T/℃

同种催化剂的比表面积

一段时间内的平均速率

对照实验

280

80

研究催化剂比表面积对尾气转化速率的影响

a

120

研究温度对尾气转化速率的影响

b

c

①补全表格a.,b.

②测得 , 对比实验Ⅰ、Ⅱ,可得结论:在其他条件相同时,同种催化剂的比表面积越大,反应速率越大。通过实验可得到“催化剂的比表面积相同时,温度升高,可增大尾气的转化速率”的结论,证据是

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