17.用CO合成尿素的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO(g)?CO(NH22(g)+H2(g)△H<0.
(1)T℃時(shí),向體積為2L的恒容密閉容器中,充入2molNH3和1mol CO發(fā)生反應(yīng).
①5min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),CO的轉(zhuǎn)化率為80%,則5min內(nèi)NH3的平均反應(yīng)速率為0.16mol?L-1?min-1,此溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K的值為40.
②對該反應(yīng),下列說法正確的是CD(填字母).
A.若容器內(nèi)氣體密度不變,則表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
B.反應(yīng)達(dá)到平衡后,其它條件不變,升高溫度,尿素的百分含量增大
C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,其它條件不變,在原容器中充入一定量氦氣,CO的轉(zhuǎn)化率不變
D.反應(yīng)達(dá)到平衡后,其它條件不變,充入一定量NH3,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),但K值不變
(2)若保持恒溫恒容條件,將物質(zhì)的量之和為3mol的NH3和CO以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果如圖所示:若圖中c表示平衡體系中尿素的體積分?jǐn)?shù),則b表示NH3的轉(zhuǎn)化率.當(dāng)尿素含量最大時(shí),則$\frac{n(N{H}_{3})}{n(CO)}$=2,此時(shí),對于該反應(yīng)既能增大反應(yīng)速率又能提高尿素體積分?jǐn)?shù)的措施為增大壓強(qiáng).

分析 (1)①依據(jù)CO的轉(zhuǎn)化率為80%,計(jì)算一氧化碳的轉(zhuǎn)化量,依據(jù)V=$\frac{△C}{△t}$計(jì)算V(CO),然后依據(jù)速率之比等于計(jì)量系數(shù)之比計(jì)算V(NH3);列三段計(jì)算平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度,依據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式計(jì)算平衡常數(shù);
②A.依據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$判斷;
B.依據(jù)溫度對平衡移動(dòng)的影響判斷;
C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,其它條件不變,在原容器中充入一定量氦氣,因?yàn)槿萜黧w積不變,所以平衡不移動(dòng),據(jù)此判斷;
D.依據(jù)K的影響因素解答;
(2)反應(yīng)物有兩種以上的,增大一種反應(yīng)物濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,本身轉(zhuǎn)化率降低;由圖可知,橫坐標(biāo)為$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$=2時(shí),尿素的體積分?jǐn)?shù)最大,氨氣的轉(zhuǎn)化率為80%;依據(jù)反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),所以加壓可以提高反應(yīng)速率,使平衡正向移動(dòng).

解答 解:(1)①依據(jù)題意一氧化碳轉(zhuǎn)化量為:1mol×80%=0.8mol,則:V(CO)=$\frac{\frac{0.8mol}{2L}}{5min}$=0.08mol?L-1?min-1;則依據(jù)速率之比等于計(jì)量系數(shù)之比得:V(NH3)=2V(CO)=0.16mol?L-1?min-1;
依據(jù)題意得:
                  2NH3(g)+CO(g)?CO(NH22(g)+H2(g)
C0(mol/L)        1              0.5               0                      0
△C(mol/L)       0.8           0.4               0.4                  0.4
C平(mol/L)    0.2              0.1                0.4               0.4
所以反應(yīng)平衡常數(shù):K=$\frac{0.4×0.4}{0.2×0.2×0.1}$=40;
故答案為:0.16mol?L-1?min-1,40;
  ②A.反應(yīng)物和生成物都是氣體,所以氣體總質(zhì)量不變,容器體積不變,所以氣體密度為定值,始終不變,不能用來判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
B.2NH3(g)+CO(g)?CO(NH22(g)+H2(g)△H<0為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),尿素含量減小,故B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)達(dá)到平衡后,其它條件不變,在原容器中充入一定量氦氣,因?yàn)槿萜黧w積不變,所以平衡不移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率不變,故C正確;
D.K只受溫度影響,溫度不變,K不變,故D正確;
故選:CD;
(2)反應(yīng)物有兩種以上的,增大一種反應(yīng)物濃度可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,本身轉(zhuǎn)化率降低,依據(jù)圖象可知,b曲線為氨氣轉(zhuǎn)化率曲線;
由圖可知,橫坐標(biāo)為$\frac{n(N{H}_{3})}{n(C{O}_{2})}$=2時(shí),尿素的體積分?jǐn)?shù)最大;依據(jù)反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),所以加壓可以提高反應(yīng)速率,使平衡正向移動(dòng),所以
對于該反應(yīng)既能增大反應(yīng)速率又能提高尿素體積分?jǐn)?shù)的措施為增大壓強(qiáng).
故答案為:b;2;增大壓強(qiáng).

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率與限度,主要涉及反應(yīng)速率的計(jì)算、平衡標(biāo)志、平衡常數(shù)和平衡計(jì)算的判斷計(jì)算,明確化學(xué)平衡的特征及移動(dòng)影響因素是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.根據(jù)熱化學(xué)方程式:S(g)+O2(g)═SO2(g)△H=-Q KJ•mol-1,下列分析正確的是( 。
A.該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量比產(chǎn)物總能量低QkJ
B.1mol S(g)與1 mol O2(g)反應(yīng),生成1 mol SO2(g),放出Q kJ的熱量
C.在S(s)+O2(g)═SO2(g) 反應(yīng)中,生成1 mol SO2(g)放出的熱量大于Q KJ
D.1個(gè)S(g)與1個(gè)O2(g) 完全反應(yīng)可以放出Q KJ的熱量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.煙氣的脫硝(除NOx)技術(shù)和脫硫(除SO2)技術(shù)都是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn).
(1)選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù),即在催化劑作用下,用還原劑(如NH3)選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O.
①已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.5kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol-1
則4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△H=-1625.5kJ/mol
②在催化劑作用下,尿素1CO(NH22]也可以將NOx反應(yīng)生成N2和H2O.寫出CO(NH22與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式4CO(NH22+6NO2═7N2+4CO2+8H2O.
(2)催化劑V2O5可用于處理NOx、SO2
①圖1是一種用NH3脫除煙氣中NO的原理.當(dāng)消耗a mol NH3和b mol O2時(shí),消耗NO的物質(zhì)的量為$\frac{3a-4b}{2}$mol.
②V2O5在催化降解NOx的過程中,也會(huì)對SO2的氧化起到一定的催化作用,其反應(yīng)式如下:
a.V2O5+SO2=V2O4+SO3b.2SO2+O2+V2O4=2VOSO4
c.2VOSO4=V2O5+SO2+SO3
③SO3進(jìn)一步與煙氣中逃逸的氨反應(yīng),生成硫酸氫銨和硫酸銨.n(NH3)/n(SO3)對硫酸氫銨及硫酸銨形成的影響如圖2所示,圖2中A、C區(qū)域代表的物質(zhì)分別為(NH42SO4,NH4HSO4

(3)①電解吸收也是脫硝的一種方法.用6%的稀硝酸吸收NOx生成亞硝酸 1Ka(HNO2)=5.1×10-4],再將吸收液導(dǎo)入電解槽電解,使之轉(zhuǎn)化為硝酸.電解裝置如圖3所示.陽極的電極反應(yīng)式為H2O+HNO2-2e-=3H++NO3-
②O3也可用于煙氣脫硝.O3氧化NO2的氧化產(chǎn)物為N2O5

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.對含氮物質(zhì)的研究和利用有著極為重要的意義.
(1)N2、O2和H2相互之間可以發(fā)生化合反應(yīng),已知反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol-1;
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483kJ•mol-1;
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-93kJ•mol-1
則氨的催化氧化反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=-903kJ•mol-1
(2)汽車尾氣凈化的一個(gè)反應(yīng)原理為:2NO(g)+2CO(g)?N2(g)+2CO2(g)△H<0.
    一定溫度下,將2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容積為2L的密閉容器中,反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖1所示.
①NO的平衡轉(zhuǎn)化率為28.57%,0~20min平均反應(yīng)速率v(NO)為0.02mol/(L•min);該溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)數(shù)值是0.05.25min時(shí),若保持反應(yīng)溫度不變,再向容器中充入CO、N2各0.8mol,則化學(xué)平衡將向左 移動(dòng)(填“向左”、“向右”或“不”).
②下列可說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是cd.
a. v生成(CO2)=v消耗(CO)
b.混合氣體的密度不再改變
c.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
d.單位時(shí)間內(nèi)消耗2n mol CO2的同時(shí)生成n mol N≡N
e.NO、CO、N2、CO2的濃度相等
③反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一個(gè)條件,如圖2曲線①〜⑧中正確的是①⑤⑦

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

12.以丙烷為燃料制作新型燃料電池,電池的正極通入O2和CO2,負(fù)極通入丙燒,電解質(zhì)是熔融碳酸鹽,電池總反應(yīng)方程式為:C3H8+5O2═3CO2+4H2O.
(1)已知:2C3H8(g)+7O2(g)═6CO(g)+8H2O(l)△H1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H2
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H3
則 C3H8(g)+5O2((g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=$\frac{1}{2}$△H1+3△H2-$\frac{3}{2}$△H3(用△H1、△H2、△H3表示)
(2)寫出該電池正極的電極反應(yīng)式:,電池工作時(shí)CO32-移向負(fù)極(填“正極”或“負(fù)極”);用該電池電解1000mL lmol/L的AgNO3溶液(惰性電極),此電解池的反應(yīng)方程式為4AgNO3+2H2O$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$4Ag+O2↑+4HNO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.以下集氣裝置中不正確的是( 。
A.
CO2的收集
B.
NO的收集
C.
NH3的收集
D.
Cl2的收集

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是( 。
A.用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),改用 98%的濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率
B.100mL2mol•L-1 的鹽酸跟鋅片反應(yīng),加入適量的氯化鈉溶液,反應(yīng)速率不變
C.SO2 的催化氧化是一個(gè)放熱的反應(yīng),所以升高溫度,反應(yīng)速率減慢
D.汽車尾氣中的 NO 和 CO 可以緩慢反應(yīng)生成 N2 和 CO2,減小壓強(qiáng)反應(yīng)速率減慢

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.下列反應(yīng)的離子方程式正確的是(  )
A.鐵與稀硝酸反應(yīng):Fe+2H+═Fe2++H2
B.氫氧化鐵溶液與鹽酸反應(yīng):OH-+H+═H2O
C.鋅與硫酸銅溶液反應(yīng):Zn+Cu2+═Zn2++Cu
D.氫氧化鋇溶液與稀硫酸反應(yīng):H++SO42-+OH-+Ba2+═BaSO4↓+H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.已知常溫下,HA的電離平衡常數(shù)Ka=6.25×10-5,H2CO3的電離平衡常數(shù)Ka1=4.17×10-7、Ka2=4.90×10 -11.在生產(chǎn)碳酸飲料的過程中,除了添加NaA外,還需加壓充入CO2氣體.下列說法不正確的是(不考慮飲料中其他成分)(  )
A.相同物質(zhì)的量濃度的NaA、HA混合溶液呈堿性
B.提高CO2兗?xì)鈮毫Γ妓犸嬃现衏 (A-)減小
C.當(dāng)碳酸飲料的pH為5.0時(shí),$\frac{c(HA)}{c({A}^{-})}$=0.16
D.碳酸飲料中各粒子的濃度關(guān)系為c( H+)=c( HCO3-)+2c( CO32-)+c(OH-)-c(HA)

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