Question

(14分）尿素[CO(NH2)2]是一種非常重要的高氮化肥,以天然氣（含H2S)為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示（圖中某些轉(zhuǎn)化步驟未列出）。

請回答下列問題：

(1)反應①的離子方程式是____________。

(2)天然氣脫硫后產(chǎn)生的Fe2S3和H2O與02反應的化學方程式是_______。

(3)反應②N2+3H22NH3 △H<0，溫度升高，該反應的平衡常數(shù)_______ (填 “增大”、“減小” 或“不變”)。如該反應在恒容恒溫條件下進行，下列說法能判斷達到平衡的是 。

A.單位時間內(nèi)生成nmol N2同時消耗3nmol H2

B.混合氣體的密度不變

C.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變

D.N2、H2、NH3濃度之比為1:3:2

(4)H2NCOONH4(氨基甲酸銨）是合成尿素的中間體，H2NCOONH4在水溶液中要發(fā)生水解反應，其水解反應的離子方程式為： 。

(5)如果整個生產(chǎn)過程釆用綠色化學工藝，則生產(chǎn)120t尿素理論上需要CH4__ _m3(標準狀況）。

(6)化學家正在研究尿素動力燃料電池，尿液也能發(fā)電！用這種電池直接去除城市廢水中的尿素，既能產(chǎn)生凈化的水又能發(fā)電。尿素燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示，工作時負極的電極反應式為_____。

Answer 1

（每空2分,共12分）（1）CO32－＋CO2＋H2O＝2HCO3-

（2）2Fe2S3＋6H2O＋3O2＝4Fe(OH)3＋6S（2分） （3）減小（2分） AC

（4）H2NCOO—+NH4++ H2OH2NCOOH+ NH3·H2O

（5）4.48×104（2分） （6）CO(NH2)2＋H2O－6e－== N2↑＋CO2↑＋6H+

【解析】

試題分析：（1）反應①是碳酸鉀吸收CO2，則反應的離子方程式是CO32－＋CO2＋H2O＝2HCO3-。

（2）天然氣脫硫后產(chǎn)生的Fe2S3和H2O與02反應生成氫氧化鐵和S，則反應的化學方程式是2Fe2S3＋6H2O＋3O2＝4Fe(OH)3＋6S。

（3）反應②N2+3H22NH3 △H<0，溫度升高，平衡向逆反應方向進行，則該反應的平衡常數(shù)減小。在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學平衡狀態(tài)。A.單位時間內(nèi)生成nmol N2同時消耗3nmol H2，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，A正確；B.密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，即密度始終不變，則混合氣體的密度不變不能說明達到平衡狀態(tài)，B錯誤；C.混合氣的平均相對分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，實驗混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變，可以說明達到平衡狀態(tài)，C正確；D. N2、H2、NH3濃度之比為1:3:2不能說明正逆反應速率相等，因此不一定是平衡狀態(tài)，D錯誤，答案選AC。

(4)H2NCOONH4在水溶液中要發(fā)生水解反應，其中銨跟和酸根均水解，則其水解反應的離子方程式為H2NCOO—+NH4++ H2OH2NCOOH+ NH3·H2O。

(5)根據(jù)碳原子守恒可知小于甲烷的體積是＝4.48×104m3。

(6)原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應，則尿素在負極通入，因此工作時負極的電極反應式為CO(NH2)2＋H2O－6e－== N2↑＋CO2↑＋6H+。

考點：考查氧化還原反應、外界條件對平衡狀態(tài)的影響、平衡狀態(tài)判斷、鹽類水解以及原電池等

考點分析： 考點1：離子方程式 考點2：化學平衡狀態(tài)及移動 考點3：原電池 試題屬性

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