【題目】氨氣在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用,請回答下列各有關問題。
(1)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應為:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0.某溫度下,向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2,該反應進行到40s時達到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。下圖中的曲線表示該反應在前25 s內(nèi)NH3濃度隨時間的變化而變化。
①0~25s、25s~40s內(nèi)NH3的化學反應速率分別為__________、__________。存在差異的原因是______________________。
②該溫度下此反應的平衡常數(shù)為_______________。
③請在圖中畫出反應從25s延續(xù)至60s時c(NH3)隨時間變化的圖像。并在其他條件不變的情況下畫出使用催化劑時c(NH3)隨時間的變化圖像_______________
(2)尿素在一定條件下能將燃煤產(chǎn)生的煙氣中的氮氧化物NOx轉(zhuǎn)化為N2,下圖表示的是尿素與某種煙氣(主要為N2、NO和O2)中的NO的物質(zhì)的量比值分別為1:2、2:1、3:1時,NO脫除率隨溫度變化的曲線
①曲線a對應CO(NH2)2與NO的物質(zhì)的量的比值是______。
②CO(NH2)2與NO反應的化學方程式為________________。
③曲線a中,NO的起始濃度為6×10-4mg/m3,從A點到B點經(jīng)過0.8s,該時間段內(nèi)NO的脫除速率為______mg/(m3s)。
(3)希臘科學家采用高質(zhì)子導電性的SYC陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),用吸附在它外表面的金屬鈀多晶薄膜做電極,實現(xiàn)了常壓、570℃條件下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨(裝置如下圖)。鈀電極A是電解池的____(填“陽”或“陰”)極,該電極上的電極反應式是_________________。
【答案】 6×10-4 mol/(L·s) 3.3×10-4 mol/(L·s) 反應物濃度減小,反應速率減慢 2500(mol/L)-2 (兩條線各一分) 3:1 2CO(NH2)2+6NO= 5N2 +2CO2+4H2O 1.5×10-4 陰極 N2 + 6H+ + 6e-= 2NH3
【解析】(1)①根據(jù)圖像0~25sNH3的化學反應速率為=6×10-4 mol/(L·s);40s時達到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,根據(jù)方程式,反應的氨氣的物質(zhì)的量為2mol,25s~40s內(nèi)NH3的化學反應速率= =3.3×10-4 mol/(L·s),隨著反應的進行,反應物濃度減小,反應速率減慢,故答案為:6×10-4 mol/(L·s) ;3.3×10-4 mol/(L·s) ;反應物濃度減小,反應速率減慢;
②2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。依據(jù)化學方程式和平衡常數(shù)概念寫出平衡常數(shù)K=,向容積為100L的密閉容器中通入4mol NH3和2molCO2,該反應進行到40s時達到平衡,反應達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,消耗二氧化碳濃度0.02mol/L×50%=0.01mol/L;
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)
起始量(mol/L) 0.04 0.02 0 0
變化量(mol/L) 0.02 0.01 0 0.01
平衡量(mol/L) 0.02 0.01 0 0.01
K===2500L2mol-2,故答案為:2500;
③如圖2中的曲線表示該反應在前25s內(nèi)的反應進程中的NH3濃度變化.若反應延續(xù)至70s,保持其它條件不變情況下,在圖中用實線畫出使用催化劑時,改變反應速率,不改變化學平衡,該反應的進程曲線為,曲線的轉(zhuǎn)折點在橫坐標40之前,縱坐標必需在20的線上,如圖為,故答案為:;
(2)①CO(NH2)2的含量越高,NO的轉(zhuǎn)化率越大,即NO脫除率越高,所以曲線a對應CO(NH2)2與NO的物質(zhì)的量比值是3:1,故答案為3:1;
②800℃~900℃區(qū)間內(nèi)NO脫除率增大,所以NO是作為反應物參加反應,高溫時,尿素分解生成氨氣、二氧化碳,氨氣和一氧化氮發(fā)生氧化還原反應生成氮氣,即尿素與NO反應生成N2,同時生成二氧化碳和水,所以反應方程式為:2CO(NH2)2+6NO═2CO2+4H2O+5N2,故答案為:2CO(NH2)2+6NO═2CO2+4H2O+5N2;
③A點到BNO脫除率由0.55變?yōu)?/span>0.75,故NO的濃度變化量為(0.75-0.55)×6×10-4mg/m3=1.2×10-4mg/m3,所以NO的脫除速率==1.5×10-4mg/(m3·s),故答案為:1.5×10-4;
(3)用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極,實現(xiàn)了常壓、570℃條件下高轉(zhuǎn)化率的電解法合成氨(裝置如圖),氫離子移向陰極,從B電極移向A電極,說明鈀電極A是電解池的陰極,氨氣發(fā)生氧化反應:N2+6e-+6H+═2NH
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【題目】下列說法錯誤的是:
A.鈉在空氣燃燒時先熔化,再燃燒,最后所得的產(chǎn)物是Na2O2
B.鋁因在空氣中形成了一薄層致密的氧化膜,保護內(nèi)層金屬,故鋁不需特殊保護
C.鋁制品在生活中非常普通,是因為鋁非常不活潑
D.鐵因在潮濕的空氣中形成的氧化物疏松,不能保護內(nèi)層金屬
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【題目】碘缺乏病是目前已知的導致人類智力障礙的主要原因。為解決這一全國性問題,我國已經(jīng)開始實施“智力工程”,最經(jīng)濟可行的措施是
A. 食鹽加碘(鹽) B. 面包加碘(鹽)
C. 大量食用海帶 D. 注射含碘藥劑
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【題目】每年的6月26日是國際禁毒日,珍愛生命,遠離毒品。以下是四種毒品的結(jié)構簡式,下列有關說法正確的是
A. 四種毒品中都含有苯環(huán),都屬于芳香烴
B. 氯胺酮分子中所有碳原子可能共平面
C. 1 mol大麻與溴水反應最多消耗3molBr2
D. 搖頭丸經(jīng)過消去反應可制取冰毒
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【題目】已知二氧化碳和氫氣在一定條件下可以合成甲醇,其制備反應為:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 。下列說法正確的是:
A. 調(diào)控反應條件不能改變反應限度
B. 化學反應的限度決定了反應物在該條件下的最大轉(zhuǎn)化率
C. 當CO2的消耗速率等于其生成速率時,該反應已停止
D. 投入3molH2能得到1mol的CH3OH
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【題目】下列說法中正確的是( )
A. 不慎將酸或堿液濺入眼內(nèi),立即閉上眼睛,用手揉擦
B. 實驗桌上的酒精燈傾倒了燃燒起來,馬上用濕布撲滅
C. 皮膚上濺有較多的濃硫酸,趕緊用水沖洗。
D. 衣服沾上大量的濃氫氧化鈉溶液,需將此衣服浸泡在盛水的盆中
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【題目】下列敘述中正確的是
A. 以非極性鍵結(jié)合起來的雙原子分子一定是非極性分子 B. 在所有分子中都存在化學鍵
C. σ鍵一定比π鍵強度大 D. s-s σ鍵與p-p σ鍵的電子云形狀對稱性不相同
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【題目】X、Y、Z、W為原子序數(shù)遞增的4種短周期元素,其中Y、Z為金屬元素。X、Y、Z、W的最高價氧化物對應的水化物甲、乙、丙、丁之間存在如右下圖所示反應關系吸圖中“—”相連的兩種物質(zhì)能發(fā)生反應)。下列判斷一定正確的是
A. X是元素周期表中非金屬性最強的元素 B. Z位于元素周期表第3周期IA族
C. 4種原子中,Y原子半徑最大 D. W的最高化合價為+7
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【題目】一定溫度時,向2.0 L恒容密閉容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,發(fā)生反應:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。經(jīng)過一段時間后達到平衡。反應過程中測定部分數(shù)據(jù)見下表:
t / s | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 |
n(SO3) / mol | 0 | 0. 8 | 1. 4 | 1.8 | 1.8 |
下列說法正確的是
A. 反應在前2 s 的平均速率v(O2) = 0. 4 mol·L-1·s-1
B. 保持其他條件不變,體積壓縮到1.0 L,平衡常數(shù)將增大
C. 保持溫度不變,向該容器中再充入2 mol SO2、1 mol O2,反應達到新平衡時n(SO3)/n(O2)增大
D. 相同溫度下,起始時向容器中充入4 mol SO3,達到平衡時,SO3的轉(zhuǎn)化率大于10%
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