尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应分为如下两步:
第1步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1=" —330.0" kJ·mol-1
第2步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2="+226.3" kJ·mol-1
(1)写出工业合成尿素的热化学方程式:
(2)下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。
A.采用高温 | B.采用高压 | C.添加高效催化剂 | D.定时分离尿素 |
(3)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分随时间的变化如下图所示:
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10 min时测得CO2的物质的量如上图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)= 。
(4)工业上合成氨常与尿素生产联合进行以提高经济效益,合成氨的热化学方程式如下:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) △H = —92.4 kJ/mol
请在答题卡的坐标图中,画出反应过程中体系的能量变化图(进行必要的标注)。
(5)有一工业投产前小实验:在一定温度和压强下,将6 molH2和2 molN2在2L密闭容器中混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气中NH3的体积分数约为11.1%(即1/9),此时H2的转化率是多少?(写出计算过程,计算结果保留3位有效数字。)
最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇(分子式为CH3OH)。“绿色自由”构想技术流程如下:
(1)在合成塔中,若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式。
(2)①上述合成反应具有一定的可逆性,从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300°C的温度,其原因是。
②“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。 (填字母代号)
A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
C.将H2O(g)从体系中分离 | D.再充入1mol CO2和3mol H2 |
(3)甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式。当电子转移的物质的量为时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应:2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g) ;⊿H>0
①反应达到平衡后,若再通入一定量氮气,则N2O5的转化率将(填“增大”、
“减小”或“不变”)。
②下表为反应在T1温度下的部分实验数据:
t/s |
0 |
500 |
10![]() |
c(N2O5)/mol·L—1 |
5.00 |
3.52 |
2.48 |
则500s内N2O5的分解速率为。
③在T2温度下,反应1000s时测得NO2的浓度为4.98mol/L,则T2T1。(填“>”、“<” 或 “ =”)
(2)如图所示装置可用于制备N2O5,则N2O5在电解池的区 (填“阳极”或“阴极”)生成,其电极反应式为。
铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性材料,电池总反应式为:
Pb+PbO2+4H++2SO2-42PbSO4+2H2O
请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原)
①放电时:正极的电极反应式是______________;电解液中H2SO4的浓度将变________;当外电路通过1 mol电子时,理论上负极板的质量增加________g。
②在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按题图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成__________、B电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将___。(填“不变”或“对换”)
某地区用含较多Ca2+,Mg2+的天然水按照下列步骤制取蒸馏水。请回答下列问题。步骤:天然水→①沉降→②过滤→③曝气→④离子交换→⑤消毒→纯净水
(1)该地区的天然水属于(“硬水”或“软水”)。
(2)在第①步中需要加入凝聚剂,常用的凝聚剂可以是。
(3)经过第④步离子交换后要经过杀菌消毒才能直接饮用。常用的消毒方式有。
(4)若采用药剂法软化天然水,可以向其中加入碳酸钠,发生反应的离子反应方程式是
,如果是暂时硬度,可用加热的方法除去,请写出发生的化学反应方程式(写出一个即可)。
将锌片和铜片用导线相连后一同插入稀硫酸中,导线上便有电流通过。
(1)锌片为______(填“正极”或“负极”),电极反应是。
(2)铜片为__________(填“正极”或“负极”),发生反应(填“氧化”或“还原”)。
(3)该原电池工作时,溶液中的SO42-向极移动,铜极上的现象是。