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二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的...

二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源。以CO2NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:

反应2NH3(g)CO2(g)NH2CO2NH4(s)    H1=a kJ·mol1

反应NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)H2O(g)    H2=72.49kJ·mol1

总反应2NH3(g)CO2(g)CO(NH2)2(s)H2O(g)    H3=86.98kJ·mol1

请回答下列问题:

(1)反应H1=          (用具体数据表示)

(2)反应S          (或<)0,一般在          情况下有利于该反应的进行。

(3)反应中影响CO2平衡转化率的因素很多,下图1为某特定条件下,不同水碳比n(H2O)/n(CO2)和温度影响CO2平衡转化率变化的趋势曲线。

其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,生产中可以采取的措施是          (填提高或降低)水碳比。

当温度高于190后,CO2平衡转化率出现如图所示的变化趋势,其原因是         

  

(4)某研究小组为探究反应中影响c(CO2)的因素,在恒温下将0.4molNH30.2molCO2放入容积为2L的密闭容器中,t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如上图所示。若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,请画出t1c(CO2)随时间t变化趋势曲线(t2达到新的平衡)   

(5)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)22H2O(NH4)2CO3。下列物质中与尿素有类似性质的是  

ANH2COONH4           BH2NOCCH2CH2CONH2       

CHOCH2CH2OH         DHOCH2CH2NH2

 

(1)-159.47 kJ•mol-1(1分)(2)>(1分) 高温(1分) (3)降低 (1分) 温度高于190℃时,因为反应Ⅲ是放热反应,温度升高平衡向逆方向进行,CO2的平衡转化率降低(2分) (4)(2分) (5)AB(2分) 【解析】 试题分析:(1)反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)△H1=a kJ·mol-1 反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ·mol-1 总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ·mol-1 由盖斯定律可知总反应Ⅲ-反应Ⅱ,得到2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s)△H1=a=-159.47kJ·mol-1; (2)反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ/mol,反应前后气体体积增大,△S>0,焓变分析可知是吸热反应,△H>0,所以依据反应自发进行的判断依据△H-T△S<0,需要在高温下反应自发进行; (3)①反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ·mol-1,其他条件相同时,为提高CO2的平衡转化率,平衡正向进行,依据图象中的水碳比数据分析判断,生产中可以采取的措施是降低水碳比,二氧化碳转化率增大; ②反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ/mol,是放热反应,升温高于190℃,依据图象分析可知,二氧化碳转化率减小,因为温度升高,平衡逆向进行; (4)在恒温下将0.4mol NH3和0.2mol CO2放入容积为2L的密闭容器中,达到平衡时, 2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) 起始量(mol·L-1) 0.2 0.1 0 变化量(mol·L-1) 0.15 0.075 0 平衡量(mol·L-1) 0.05 0.025 0 t1时达到平衡过程中c(CO2)随时间t变化趋势曲线如图2所示,若其他条件不变,t1时将容器体积压缩到1L,二氧化碳浓度应增大到0.05mol·L-1,压强增大,平衡正向进行,由于生成物是固体,所以达到平衡状态,二氧化碳浓度保持不变,据此画出变化曲线为: ; (5)尿素在土壤中会发生反应CO(NH2)2+2H2O(NH4)2CO3,分析结构特征可知,物质性质取决于官能团,尿素中氨基和羰基相连和水反应生成铵根离子,所以选项中符合此结果特征的有类似性质:A.NH2COONH4结构中含有与羰基连接的氨基,A符合;B.H2NOCCH2CH2CONH2 结构中含有与羰基连接的氨基,B符合;C.HOCH2CH2OH结构中不含有氨基,C不符合;D.HOCH2CH2NH2分子中的氨基不是和羰基连接,不具备此性质,D不符合;答案选A、B。 考点:考查热化学方程式和盖斯定律的计算应用,化学平衡影响因素分析判断,图象绘制与分析。  
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石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含SiO2(7.8%)Al2O3(5.1%)Fe2O3(3.1%)MgO(0.5%)等杂质。设计的提纯与综合利用工艺如下:

(注:SiCl4的沸点为57.6 ℃,金属氯化物的沸点均高于150 )

(1)向反应器中通入Cl2前,需通一段时间N2,主要目的是         

(2)高温反应后,石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物。气体Ⅰ中的碳氧化物主要为          。由气体Ⅱ中某物得到水玻璃的化学反应方程式为                     

(3)步骤①为:搅拌、          。所得溶液Ⅳ中的阴离子有         

(4)由溶液Ⅳ生成沉淀Ⅴ的总反应的离子方程式为                     

100kg初级石墨最多可能获得Ⅴ的质量为          kg

(5)石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐,完成如图防腐示意图,并作相应标注。

 

 

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烃的含氧衍生物A,能发生如下图所示的变化。在同温同压下,A蒸气的密度是H2密度的45倍,其中氧元素的质量分数为53.3% C能使溴的四氯化碳溶液褪色,C在一定条件下转化为高分子化合物D, A中不含甲基,B不属于醚类。

已知: CH3CH2OHCH2=CH2 + H2O

请填写下列空白:

1A的结构简式          C分子中的官能团名称         

2CD的反应类型是          AB的反应类型是         

3A转化为B的化学方程式是                     

43.6A物质与足量金属钠反应生成的气体在标况的体积          

 

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元素单质及其化合物有广泛用途,请根据周期表中第三周期元素相关知识回答下列问题:

(1)按原子序数递增的顺序(稀有气体除外),以下说法正确的是     

a.原子半径和离子半径均减小    

b.金属性减弱,非金属性增强

c.氧化物对应的水化物碱性减弱,酸性增强 

d.单质的熔点降低

(2)原子最外层电子数与次外层电子数相同的元素名称为      ,氧化性最弱的简单阳离子是     

(3)已知:

化合物

MgO

Al2O3

MgCl2

AlCl3

类型

离子化合物

离子化合物

离子化合物

共价化合物

熔点/

2800

2050

714

191

 

工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是                 

制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是                 

(4)晶体硅(熔点1410 )是良好的半导体材料。由粗硅制纯硅过程如下:

写出SiCl4的电子式:            ;在上述由SiCl4制纯硅的反应中,测得每生成1.12 kg纯硅需吸收a kJ热量,写出该反应的热化学方程式:                 

(5)P2O5是非氧化性干燥剂,下列气体不能用浓硫酸干燥,可用P2O5干燥的是                 

aNH3               bHI                cSO2                dCO2

(6)KClO3可用于实验室制O2,若不加催化剂,400 ℃时分解只生成两种盐,其中一种是无氧酸盐,另一种盐的阴阳离子个数比为11。写出该反应的化学方程式:                     

(7)工业上,通过如下转化可制得KClO3晶体:

完成Ⅰ中反应的总化学方程式:          

Ⅱ该反应过程能析出KClO3晶体而无其他晶体析出的原因是                     

 

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暗紫色化合物A具有绿色、高电压和高能量的特点,近年来引起了电化学界的高度重视。在常温和干燥的条件下,化合物A可以稳定的存在,但它在水溶液中不稳定,一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生一种气体单质。某兴趣小组的同学对化合物A进行组成分析,确定A中仅含有OKFe三种元素。取3.96g化合物A的粉末溶于水,滴加足量的稀硫酸,向反应后的溶液中加入含有0.08mol KOH的溶液,恰好完全反应。过滤,将洗涤后的沉淀充分灼烧,得到红棕色固体粉末1.60g;将所得滤液在一定条件下蒸发可得到一种纯净的不含结晶水的盐10.44g

(1)化合物A的化学式为         ;化合物AH2O反应的离子方程式为                   

(2)化合物A还可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂。原因是                          

(3)化合物A的制备还可通过氧化法,试写出在KOH存在条件下用次氯酸钾氧化氢氧化铁制备A的化学方程式                  

(4)目前,人们针对化合物A的稳定性进行了大量的探索,并取得了一定的进展。下列物质中有可能提高化合物A水溶液稳定性的是     

A.亚硫酸钠         BKOH       C.醋酸        DFe(NO3)3

(5)为研究温度对化合物A水溶液稳定性的影响,请设计一个实验方案     

 

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在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g),温度T1T2X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是

A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

BT2下,在0t1时间内,v(Y)mol·L1·min1

CM点的正反应速率v大于N点的逆反应速率v

DM点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小

 

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