7.二氧化碳是一種寶貴的碳氧資源,以CO2和NH3為原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例,在尿素合成塔中的主要反應(yīng)可表示如下:
反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1=akJ•mol-1
反應(yīng)Ⅱ:NH2COONH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1
總反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ•mol-1
請回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的△H1=-159.47kJ•mol-1(用具體數(shù)據(jù)表示).
(2)反應(yīng)Ⅱ的△S>(填“>”或“<”)0,一般在高溫(填“高溫”或“低溫”)情況下有利于該反應(yīng)的進(jìn)行.
(3)一定溫度下在體積為VL的容器中進(jìn)行反應(yīng)Ⅰ,下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BD(填字母序號).
A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化
B.容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變化
C.2v(NH3)=v(CO2
D.容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化.

分析 (1)反應(yīng)Ⅰ的熱化學(xué)方程式可以依據(jù)反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ熱化學(xué)方程式計(jì)算得到,同時(shí)得到反應(yīng)的焓變;
(2)反應(yīng)Ⅱ:NH2COONH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1是氣體探究增大的吸熱反應(yīng),熵變△S>0,焓變△H>0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S<0;
(3)反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1=akJ•mol-1是氣體體積減小的放熱反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等(同種物質(zhì)),各物質(zhì)的濃度、含量不再改變,以及由此衍生的一些物理量也不變,以此進(jìn)行判斷.

解答 解:(1)反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1=akJ•mol-1
反應(yīng)Ⅱ:NH2COONH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1
總反應(yīng)Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ•mol-1
依據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)Ⅰ+反應(yīng)Ⅱ得到:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H3=akJ•mol-1+72.49kJ•mol-1=-86.98kJ•mol-1
a=-159.47akJ•mol-1,
故答案為:159.47;
(2)反應(yīng)Ⅱ:NH2COONH4(s)?CO(NH22(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1是氣體探究增大的吸熱反應(yīng),熵變△S>0,焓變△H>0,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S<0,則滿足此關(guān)系應(yīng)是高溫條件下,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,
故答案為:>,高溫;
(3)反應(yīng)Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H1=akJ•mol-1是氣體體積減小的放熱反應(yīng),
A.反應(yīng)物是氣體,生成物是固體,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量始終不變,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A錯(cuò)誤;
B.反應(yīng)前后氣體體積減小,容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)不再變化水泥反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B正確;
C.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比為正反應(yīng)速率之比,v(NH3)=2v(CO2)說明二氧化碳正逆反應(yīng)速率相同,但2v(NH3)=v(CO2)不能說明反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率相同,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故C錯(cuò)誤;
D.容器內(nèi)混合氣體質(zhì)量變化,體積不變,當(dāng)容器中混合氣體的密度不再變化說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確,
故答案為:BD.

點(diǎn)評 本題考查了熱化學(xué)方程式書寫,反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù),化學(xué)平衡的標(biāo)志判斷,掌握基礎(chǔ)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

17.部分弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下表,下列說法不正確的是(  )
弱電解質(zhì)HCOOHHCNH2CO3NH3•H2O
電離平衡常數(shù)
(25℃)
Ka=1.8×10-4Ka=4.9×10-10Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.6×10-11
Kb=1.8×10-5
A.25℃時(shí),若將pH=3的鹽酸與pH=11的氨水混合后溶液顯中性,則二者消耗的體積是:V(鹽酸)>V(氨水)
B.0.1mol/L的HCOONH4溶液中:c(HCOO-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-
C.結(jié)合H+的能力:CO32->HCO3->CN->HCOO-
D.0.1mol/L的NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(CO32-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

18.X、Y、Z三種短周期元素,兩兩之間能組成5種化合物A、B、C、D、E;化合物F由X、Y、Z三種元素組成.已知:化合物A、B、C中原子個(gè)數(shù)比都為1﹕1;B為淡黃色固體,C、E常溫下均為無色液體;A是化學(xué)式為XZ的離子化合物,A與E反應(yīng)生成F和一種氣體;D是化學(xué)式為X2Y的離子化合物,D的陰、陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)且與E分子所含電子數(shù)相等.請回答下列問題:
(1)A的化學(xué)式為NaH;F的電子式為
(2)B、C含有相同的化學(xué)鍵,該化學(xué)鍵是非極性共價(jià)鍵.
(3)請寫出化合物B與E反應(yīng)的離子方程式2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑.
(4)鎂能在二氧化碳中燃燒生成氧化鎂和碳,由元素X形成的單質(zhì)也能在二氧化碳中燃燒,產(chǎn)生一種白色固體、一種黑色固體和一種有毒的無色氣體,黑色固體和有毒氣體的物質(zhì)的量之比為1﹕1,將這種白色固體溶于水,沒有氣體產(chǎn)生,在所得溶液中加入足量稀鹽酸又產(chǎn)生一種無色無味的氣體,則X在二氧化碳中燃燒的化學(xué)方程式為6Na+5CO2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$3Na2CO3+C+CO,該白色固體溶于水后所得溶液中離子濃度由大到水的順序?yàn)閏(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),在該溶液中滴入幾滴酚酞,溶液變紅,溶液變紅原因是CO32-+H2O?HCO3-+OH-(用離子方程式表示).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列物質(zhì)屬于離子化合物的是(  )
A.HClB.NH3•H2OC.(NH42SO4D.CH3COOH

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.下列說法不正確的是(NA為阿伏加德羅常數(shù))( 。
A.46 g N2O4和NO2的混合物含原子總個(gè)數(shù)為3 NA
B.鈉在空氣中燃燒可生成多種氧化物,則23g鈉充分燃燒時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為1NA
C.1 L 0.1 mol/L的KHCO3溶液中HCO3-和CO32-離子數(shù)之和為0.1NA
D.60 g Si02中含Si-O鍵的個(gè)數(shù)為4 NA

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.碳是形成物種最多的元素之一,許多含碳物質(zhì)對人類極其重要.
(1)石墨烯是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,結(jié)構(gòu)如右圖所示.則12g石墨烯中含有0.5NA個(gè)6元環(huán). 
(2)工業(yè)上利用甲烷和氧氣直接氧化制取甲醇的反應(yīng)如下:
CH4+$\frac{1}{2}$O2(g)?CH3OH(g)△H=-128.5kJ/mol
副反應(yīng)有:CH4(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)?CO(g)+2H2O(g)△H=a kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)△H=b kJ/mol
CH4(g)+O2(g)→HCHO(g)+H2O(g)△H=c kJ/mol
①若要有利于甲醇的生成,除了改變溫度外,還可以采取的兩種措施是增大壓強(qiáng)、選用合適的催化劑;
②甲醇與氧氣反應(yīng)生成HCHO(g)和水蒸汽的熱化學(xué)方程式為CH3OH(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)→HCHO(g)+H2O(g)△H=(c+128.5)KJ•L-1
(3)苯乙烷(C8H10)生產(chǎn)苯乙烯(C8H8)的反應(yīng):C8H10(g)?C8H8(g)+H2(g)△H>0.T1℃下,將0.40mol苯乙烷充入2L密閉容器中反應(yīng),不同時(shí)間容器內(nèi)n(C8H10)如下表:
時(shí)間/min0102030
n(C8H10)/mol0.400.300.26n2
2當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到30min時(shí)恰好到達(dá)平衡,則n2取值的最小范圍是0.22<n<0.26;
②改變溫度為T2℃,其他條件不變,測得平衡時(shí)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)為反應(yīng)前的1.4倍,則此時(shí)苯乙烷的轉(zhuǎn)化率為40%.
(4)用惰性電極電解葡萄糖和硫酸鈉混合溶,可以制得葡萄糖酸[CH2OH(CHOH)4COOH]和己六醇[CH2OH(CHOH)4CH2OH].葡萄糖酸在陽極生成,對應(yīng)的電極反應(yīng)式CH2OH(CHOH)4CHO+H2O-2e-═CH2OH(CHOH)4COOH+2H+

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

19.2015年CES消費(fèi)電子展開幕前夕,豐田汽車公司宣布將會開放氫燃料電池技術(shù)專利的使用權(quán),并正式發(fā)布量產(chǎn)型氫燃料電池轎車Mirai.氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置.圖3為電池示意圖,該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉,鉑吸附氣體的能力強(qiáng),性質(zhì)穩(wěn)定.
(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是化學(xué)能→電能,在導(dǎo)線中電子流動方向?yàn)閍→b(用a、b 和箭頭表示).
(2)負(fù)極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-=2H2O.
(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)樵龃箅姌O單位面積吸附H2和O2的分子數(shù),增大反應(yīng)速率.
(4)氫氣的制備和存儲是氫氧燃料電池能否有效推廣的關(guān)鍵技術(shù).有人提出利用光伏發(fā)電裝置電解尿素的堿性溶液來制備氫氣.光伏發(fā)電是當(dāng)今世界利用太陽能最主要方式之一.圖1為光伏并網(wǎng)發(fā)電裝置,圖2為電解尿素[CO(NH22](C為+4價(jià))的堿性溶液制氫的裝置示意圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極).

①圖1中N型半導(dǎo)體為負(fù)極(填“正極”或“負(fù)極”)
②該系統(tǒng)工作時(shí),A極的電極反應(yīng)式為CO(NH22+8OH--6e-═CO32-+N2↑+6H2O
③若A極產(chǎn)生7.00g N2,則此時(shí)B極產(chǎn)生16.8L H2(標(biāo)況下).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下列離子方程式正確的是( 。
A.雞蛋殼浸泡在鹽酸中產(chǎn)生氣泡:CO32-+2H+═CO2↑+H2O
B.將氨氣通入硫酸溶液中:NH3+H+═NH4+
C.將鐵粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+=2Fe3++3H2
D.向碳酸氫銨溶液中加入足量的NaOH溶液:NH4++OH-═NH3•H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.將10.5g表面氧化了的鋁片投入100mLNaOH溶液中,恰好完全反應(yīng),放出氫氣6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
求:(1)該樣品中鋁的質(zhì)量是多少?
(2)該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度是多少?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案