【題目】合理應(yīng)用和處理氮的化合物,在生產(chǎn)生活中有重要意義。

(1)尿素[CO(NH2)2]是一種高效化肥,也是一種化工原料。

①以尿素為原料在一定條件下發(fā)生反應(yīng):

CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6 kJ/mol。關(guān)于該反應(yīng)的下列說法正確的是____________________(填序號)。

a.從反應(yīng)開始到平衡時容器中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

b.在平衡體系中增加水的用量可使該反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

c.降低溫度使尿素的轉(zhuǎn)化率增大

d. 縮小容器的體積,平衡向逆反應(yīng)方向移動,達(dá)新平衡時NH3的濃度大于原平衡

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮?dú)狻?/span>

已知:

再結(jié)合①中的信息,則反應(yīng)2CO(NH2)2(s)+6NO(g)5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)的△H =_______kJ/mol。

③密閉容器中以等物質(zhì)的量的NH3和CO2為原料,在120℃、催化劑作用下反應(yīng)生成尿素:CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g),混合氣體中NH3的物質(zhì)的量百分含量隨時間變化關(guān)系如圖所示。則a點(diǎn)的正反應(yīng)速率v(CO2______b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v(CO2)(填“>”、“=”或“<”);氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率為________________。

(2)NO2會污染環(huán)境,可用Na2CO3溶液吸收NO2并生成CO2。已知9.2g NO2和Na2CO3溶液完全反應(yīng)時轉(zhuǎn)移電子0.1mol,此反應(yīng)的離子方程式為_________;恰好反應(yīng)后,使溶液中的CO2完全逸出,所得溶液呈弱堿性,則溶液中離子濃度大小關(guān)系是c(Na)>______。

(3)用肼燃料電池為電源,通過離子交換膜電解法控制電解液中OH的濃度來制備納米Cu2O,裝置如圖所示:

上述裝置中B電極應(yīng)連電極__(填“C”或“D”)。該電解池中的離子交換膜為__(填“陰”或“陽”)離子交換膜。

【答案】a -1804.7kJ/mol > 75% 2NO2+ CO32—=CO2+ NO2+ NO3 c(NO3)> c(NO2)> c(OH)>c(H D

【解析】

1)①化學(xué)平衡常數(shù)是指:一定溫度下,可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時,生成物的濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物的濃度系數(shù)次冪之積的比,固體、純液體不需要在化學(xué)平衡常數(shù)中寫出;

a.混合氣體中只有氨氣、二氧化碳,二者物質(zhì)的量之比為定值21,平均相對分子質(zhì)量不變;

b.平衡常數(shù)只受溫度影響;

c.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),降低溫度平衡逆向移動;

d. 縮小容器的體積,平衡向氣體體積增大的正反應(yīng)方向移動;

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮?dú),反?yīng)方程式為:2 CONH22s+6 NOg=5 N2g+2CO2g+4 H2Ol),

已知:①CO(NH2)2 s+H2Ol2NH3g+CO2gH=+133.6kJ/mol,

由圖可得熱化學(xué)方程式:②4NH3g+6 NOg=5 N2g+6H2OlH=-2071.9 kJ/mol,

根據(jù)蓋斯定律,①×2+②可得:2 CONH22s+6 NOg=5 N2g+2CO2g+4 H2Ol);

a點(diǎn)未到達(dá)平衡,反應(yīng)繼續(xù)向正反應(yīng)進(jìn)行,正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大到b點(diǎn)平衡狀態(tài)時正逆速率相等;

設(shè)NH3CO2的起始物質(zhì)的量為1mol,平衡時氨氣轉(zhuǎn)化率為x,表示出平衡時各組分物質(zhì)的量,結(jié)合氨氣的體積分?jǐn)?shù)20%列方程計算;

29.2gNO2的物質(zhì)的量=0.2molNa2CO3溶液完全反應(yīng)生成CO2時轉(zhuǎn)移電子0.1mol,反應(yīng)中只有N元素化合價變化,則N的化合價分別由+4價變化為+5價和+3價,反應(yīng)的離子方程式為:2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2,在堿性溶液中應(yīng)生成NaNO3NaNO2,二者濃度相等,NO2-水解溶液呈堿性。

1)①a、混合氣體的平均相對分子質(zhì)量= ,反應(yīng)中只有生成物二氧化碳和氨氣為氣體且始終按物質(zhì)的量之比為12生成,故混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變,選項a正確;

b、溫度不變,化學(xué)平衡常數(shù)不變,選項b錯誤;

c.反應(yīng)CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)H=+133.6 kJ/mol正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),降低溫度平衡逆向移動,尿素的轉(zhuǎn)化率減小,選項c錯誤;

d. 縮小容器的體積,平衡向氣體體積增大的正反應(yīng)方向移動,達(dá)新平衡時由于體積增大的倍數(shù)大于平衡移動增多的氨氣的量的倍數(shù),NH3的濃度小于原平衡,選項d錯誤;

答案選a;

②尿素在一定條件下可將氮的氧化物還原為氮?dú),反?yīng)方程式為:2 CONH22s+6 NOg=5 N2g+2CO2g+4 H2Ol),

已知:①CONH22 s+H2Ol2NH3g+CO2gH=+133.6kJ/mol,

由圖可得熱化學(xué)方程式:②4NH3g+6 NOg=5 N2g+6H2OlH=-2071.9 kJ/mol,

根據(jù)蓋斯定律,①×2+②可得:2CONH22s+6NOg=5N2g+2CO2g+4H2O(lH=-1804.7KJ/mol;

③氨氣的體積分?jǐn)?shù)從50%變化為20%后體積分?jǐn)?shù)保持不變,說明b點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),a點(diǎn)氨氣體積百分含量大于b的氨氣體積百分含量,說明反應(yīng)正向進(jìn)行達(dá)到平衡狀態(tài),a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的正反應(yīng)速率,故vCO2)>vCO2);

設(shè)NH3CO2的起始物質(zhì)的量為1mol,平衡時氨氣轉(zhuǎn)化率為x,則:

CO2g+2NH3gCO NH22 s+H2Og),

起始量(mol):1 1 0

變化量(mol):0.5x x 0.5x

平衡量(mol):1-0.5x 1-x 0.5x

氨氣的體積分?jǐn)?shù)==20%,解得x=75%

29.2gNO2的物質(zhì)的量=0.2mol,Na2CO3溶液完全反應(yīng)生成CO2時轉(zhuǎn)移電子0.1mol,反應(yīng)中只有N元素化合價變化,則N的化合價分別由+4價變化為+5價和+3價,反應(yīng)的離子方程式為:2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2,在堿性溶液中應(yīng)生成NaNO3NaNO2,二者濃度相等,NO2-水解溶液呈堿性,所得溶液中的離子濃度大小關(guān)系為cNa+)>cNO3-)>cNO2-)>cOH-)>cH+);

3)燃料電池正極通氧氣,負(fù)極通燃料,故C為負(fù)極,D為正極,銅電極被氧化,發(fā)生的電極方程式為2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,故銅為陽極,與原電池的正極相連,即BD,AC相連;答案選B;

根據(jù)總反應(yīng),則陽極反應(yīng)為2Cu+2OH--2e-=Cu2O+H2O,所以離子交換膜應(yīng)采用陰離子交換膜。

練習(xí)冊系列答案
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下列判斷正確的是

A反應(yīng)①的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)

B達(dá)平衡I時體系的壓強(qiáng)與反應(yīng)開始時體系的壓強(qiáng)之比為14:15

C在平衡I和平衡II中M的體積分?jǐn)?shù)相等

D達(dá)平衡I時,X的轉(zhuǎn)化率為5/11

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C.電解H2O制備H2O2

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【題目】用如圖所示裝置(夾持已裝置省略)進(jìn)行下列實驗,能得出相應(yīng)實驗結(jié)論的是

選項

實驗結(jié)論

A

稀硫酸

Na2S

AgNO3AgCl的濁液

Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)

B

濃硫酸

蔗糖

溴水

濃硫酸具有脫水性、氧化性

C

稀硫酸

Na2CO3

CaCl2溶液

CO2可與氯化鈣反應(yīng)

D

濃硝酸

Na2CO3

Na2SiO3溶液

酸性:硝酸>碳酸>硅酸

A. AB. BC. CD. D

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A.1147B.341C.437D.321

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【題目】利用高濃度含砷廢水(主要成分為H3AsO3)制取As2O3的工藝流程如下圖所示。

已知:As2S3(s)+3S2-(aq)2AsS33-(aq)

(1)H3AsO3As元素的化合價為______;H3AsO3的第一步電離方程式為:________。

(2)步驟I加入FeSO4的作用是______________________

(3)步驟Ⅱ發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________。步驟III“氧化脫硫”過程中被氧化的元素是___________(填元素符號)

(4)步驟IV發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________________。

(5)利用反應(yīng)AsO43-+2I-+2H+AsO33-+I2+H2O設(shè)計成原電池,起始時在甲、乙兩池中分別加入圖示藥品并連接裝置(ab均為石墨電極)。

①起始時,b電極的電極反應(yīng)式為__________________。

②一段時間后電流計指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。欲使指針偏轉(zhuǎn)方向與起始時相反,可采取的措施是______________________________(舉一例)。

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