【题目】工业生产以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为:
2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)
(1)在密闭容器中充入NH3和CO2 ,一定条件能自发进行的原因是__________________;
(2)T1℃时,在2 L的密闭容器中充入NH3和CO2模拟工业生产,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)=x,如图是CO2平衡转化率(α)与氨碳比(x)的关系。其它条件不变时,α随着x增大而增大的原因是_________________;
(3)当x=2,上述反应至5min时各物质的浓不再发生变化,若起始的压强为P0 KPa,测得平衡体系压强变为起始时的。反应结束后,分离得到90g尿素。
试计算该反应的平均速率v(CO2)=___________________,
该反应的平衡常数(K)=________________,
达到平衡后NH3的物质的量浓度为_________________。
【答案】虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应自反且影响程度大x增大,相当于c(NH3)增大,CO2转化率增大0.15mol*L-1Kp=22.8/P03h或0.074;3mol*L-1
【解析】
(1)因为平衡常数随温度升高减小,说明正反应为放热反应,△H<0,虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应能自发进行且影响程度大,故2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)一定条件能自发进行。答案:虽然△S<0,使反应不自发,但△H<0使反应能自发进行反且影响程度大。
(2)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),图象分析判断,增大氨气浓度平衡正向进行,二氧化碳转化率增大,故答案为:x增大,相当于c(NH3)增大, CO2转化率增大。
(3)当x=2,原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为2,设二氧化碳物质的量为m,氨气物质的量为2m,上述反应至5min时各物质的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,测得体系压强变为开始时的2/3,气体压强之比等于气体物质的量之比,反应结束后,分离得到90g尿素,物质的量n(CO(NH2)2)=90g/60g.mol-1=1.5mol,消耗氨气物质的量为3mol,消耗二氧化碳物质的量为1.5mol,利用化学平衡三行计算列式计算,
2 NH3 (g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l)
起始量(mol)2m m 0 0
变化量(mol)3 1.5 1.5 1.5
平衡量(mol)2m3 m1.5 1.5 1.5
测得体系压强变为开始时的2/3,气体压强之比等于气体物质的量之比,2m3+m1.5=2/3×(2m+m) m=4.5mol,二氧化碳反应速率V=△c/△t=1.5mo/2L.5min-1=0.15mol/Lmin-1,平衡时氨气的浓度=(2×4.5mol3mol)/2L=3mol/L。CO2的浓度=(4.5mol1.5mol)/2L=1.5mol/L。平衡常数K=1/(33×1.5)=0.074,达到平衡后NH3的物质的量浓度=(2×4.5mol3mol)/2L=3mol/L。故答案为:0.15molL1min1, 0.074, 3molL1。
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【题目】实验室用KClO3分解(MnO2做催化剂)制取氧气,实验后回收剩余固体中的MnO2,正确的操作步骤是
A. 溶解、过滤、蒸发 B. 溶解、过滤、洗涤、干燥
C. 溶解、过滤、结晶 D. 溶解、结晶、干燥
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【题目】如图所示,当关闭阀门K时,向甲中充入1.5 mol A、3.5 mol B,向乙中充入3 mol A、7 mol B,起始时,甲、乙体积均为V L。在相同温度和有催化剂存在的条件下,两容器中各自发生下列反应:3A(g)+ 2B(g)C(g)
+2D(g);ΔH<0达到平衡(Ⅰ)时,V(乙)=0.86V L。请回答:
(1)乙中B的转化率为______________;
(2)甲中D和乙中C的物质的量比较:__________(填“相等”、“前者大”、“后者大”);
(3)打开K,过一段时间重新达平衡(Ⅱ)时,乙的体积为________(用含V的代数式表示,连通管中气体体积忽略不计)。
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【题目】在某温度时,将nmol/L氨水滴入10mL1.0mol/L盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示,下列有关说法正确的是( )
A. a点Kw=1.0×10-14
B. 水的电离程度:b>c>a>d
C. b点:c(NH4+)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
D. 25℃时,NH4Cl水解常数为(n-1)×10-7(用n表示)
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【题目】X、Y、Z 是短周期元素,在周期表中的位置关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A. Z单质的熔点一定高于Y单质
B. X最简单的气态氢化物的稳定性一定高于Y的气态氢化物
C. X、Z的原子序数之和与Y 的原子序数之比可能为5:3
D. 若Z的最高价氧化物为Z2O7,则Y的气态氢化物为YH3
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【题目】pH=1的某溶液X中仅含有NH4+、Al3+、Ba2+、Fe2+、Fe3+、CO32﹣、SO32﹣、SO42﹣、Cl﹣、NO3﹣中的一种或几种(忽略水的电离及离子的水解),取该溶液进行连续实验,实验过程如图:下列有关推断不正确的是( )
A. 溶液X中一定含有H+、Al3+、NH4+、Fe2+、SO42﹣
B. 根据上述连续实验不能确定溶液X中是否含有Fe3+、Cl﹣
C. 沉淀H为Al(OH)3、BaCO3的混合物
D. 若溶液X为100mL,产生的气体A为44.8mL(标准状况),则X中c(Fe2+)=0.06molL﹣1
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【题目】下列关于几种化学元素与植物代谢关系的叙述中,正确的是 ( )
A. O是组成糖类的基本元素之一,在有氧呼吸中CO2中的O来自丙酮酸
B. Fe是叶绿素的组成元素之一,没有Fe植物就不能进行光合作用
C. C是构成有机物的基本元素之一,可以在类囊体上通过光合作用形成有机物
D. P是构成ATP的必需元素之一,光合作用中只有光反应过程有ATP的合成
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