[题目]氨气在工农业生产中有着重要作用.请回答下列各有关问题.(1)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H＜0.某温度下.向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2.该反应进行到40s时达到平衡.此时CO2的转化率为50%.下图中的曲线表示该反应在前25 s内NH3浓� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】氨气在工农业生产中有着重要作用，请回答下列各有关问题。

(1)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H＜0.某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%。下图中的曲线表示该反应在前25 s内NH3浓度随时间的变化而变化。

①0～25s、25s～40s内NH3的化学反应速率分别为__________、__________。存在差异的原因是______________________。

②该温度下此反应的平衡常数为_______________。

③请在图中画出反应从25s延续至60s时c(NH3)随时间变化的图像。并在其他条件不变的情况下画出使用催化剂时c(NH3)随时间的变化图像_______________

(2)尿素在一定条件下能将燃煤产生的烟气中的氮氧化物NOx转化为N2，下图表示的是尿素与某种烟气(主要为N2、NO和O2)中的NO的物质的量比值分别为1：2、2：1、3：1时，NO脱除率随温度变化的曲线

①曲线a对应CO(NH2)2与NO的物质的量的比值是______。

②CO(NH2)2与NO反应的化学方程式为________________。

③曲线a中，NO的起始浓度为6×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为______mg/(m3s）。

(3)希腊科学家采用高质子导电性的SYC陶瓷(能传递H+)为介质，用吸附在它外表面的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如下图)。钯电极A是电解池的____(填“阳”或“阴”)极，该电极上的电极反应式是_________________。

【答案】 6×10-4 mol/(L·s) 3.3×10-4 mol/(L·s) 反应物浓度减小，反应速率减慢 2500(mol/L)-2 （两条线各一分） 3:1 2CO(NH2)2+6NO= 5N2 +2CO2+4H2O 1.5×10-4 阴极 N2 + 6H+ + 6e-= 2NH3

【解析】(1)①根据图像0～25sNH3的化学反应速率为=6×10-4 mol/(L·s)；40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%，根据方程式，反应的氨气的物质的量为2mol，25s～40s内NH3的化学反应速率= =3.3×10-4 mol/(L·s)，随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢，故答案为：6×10-4 mol/(L·s) ；3.3×10-4 mol/(L·s) ；反应物浓度减小，反应速率减慢；

②2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。依据化学方程式和平衡常数概念写出平衡常数K=，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，反应达到平衡时CO2的转化率为50%，消耗二氧化碳浓度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

变化量(mol/L) 0.02 0.01 0 0.01

平衡量(mol/L) 0.02 0.01 0 0.01

K===2500L2mol-2，故答案为：2500；

③如图2中的曲线表示该反应在前25s内的反应进程中的NH3浓度变化．若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，在图中用实线画出使用催化剂时，改变反应速率，不改变化学平衡，该反应的进程曲线为，曲线的转折点在横坐标40之前，纵坐标必需在20的线上，如图为，故答案为：；

(2)①CO(NH2)2的含量越高，NO的转化率越大，即NO脱除率越高，所以曲线a对应CO(NH2)2与NO的物质的量比值是3：1，故答案为3：1；

②800℃～900℃区间内NO脱除率增大，所以NO是作为反应物参加反应，高温时，尿素分解生成氨气、二氧化碳，氨气和一氧化氮发生氧化还原反应生成氮气，即尿素与NO反应生成N2，同时生成二氧化碳和水，所以反应方程式为：2CO(NH2)2+6NO═2CO2+4H2O+5N2，故答案为：2CO(NH2)2+6NO═2CO2+4H2O+5N2；

③A点到BNO脱除率由0.55变为0.75，故NO的浓度变化量为(0.75-0.55)×6×10-4mg/m3=1.2×10-4mg/m3，所以NO的脱除速率==1.5×10-4mg/(m3·s)，故答案为：1.5×10-4；

(3)用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极，实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)，氢离子移向阴极，从B电极移向A电极，说明钯电极A是电解池的阴极，氨气发生氧化反应：N2+6e-+6H+═2NH3，故答案为：阴；N2+6e-+6H+═2NH3。

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