问题 问答题

(13分)近些年来,世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素,研究这些化合物的综合处理具有重要意义。

(1)工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素,其总反应如下:

2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,该反应在         (填“较高温度”或“较低温度”)下能自发进行。

(2)已知合成尿素分两步进行:

第1步:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) 

第2步:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l) 

下列示意图中[a表示2NH3(g)+ CO2(g),b表示NH2COONH4(S),c表示CO(NH2)2(l)+ H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线的是(填序号)        

(3)合成尿素过程中,当NH3与CO2的物质的量之比为1:2时,NH3

的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v(CO2)          B点的逆反应速率

v(CO2)(填“﹤”“﹥”或“=”)。

②达到平衡时,CO2的转化率为          

(4)活性炭可用于处理大气污染物NO,在某1L恒容密闭容器中加入  0.100molNO      和2.030mol固体活性炭(无杂质),生成气体E和气体F。当温度分别在T1℃和T2℃时,测得平衡时各物质的物质的量如下表:

物质

n/mol

T/℃

活性炭NOEF
T12.0000.0400.0300.030
T22.0050.0500.0250.025
①请结合上表数据,写出NO与活性炭反应的化学方程式                                

②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1,在T2℃时的平衡常数为K2。计算K1=         ,根据题给信息判断,T1和T2的关系是           

A. T1>T2     B. T1<T2         C.无法比较 

③若密闭容器为容积可变,根据化学反应原理,分析增加压强对该反应的影响                                          

                                                  

答案

(13分)(1)较低温度(1分)

(2)C(1分)

(3)① < (1分) ②15%(2分)

(4)① C+2NON2+CO2(2分)

②9/16(写成小数也得分0.5625)(2分)  C (2分)

③该反应气体分子总数不变,在其他条件不变时,压强升高,平衡不会移动,NO的转化率不会改变,压强升高,使NO浓度增加,反应速率增大。(2分)

题目分析:(1)根据反应自发进行的判断依据,该反应是焓减熵减的反应,所以反应在低温时自发;

(2)2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) ,为放热反应,所以反应物总能量大于生成物总能量,则a在b的上方;NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O(l) 为吸热反应,则b在c的下方;2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(l) ,是放热反应,则a在c的上方,所以答案选选择C;

(3)①A点的氨气的转化率低于B点氨气的转化率,说明反应未达平衡,正向进行,所以正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,A点的逆反应速率<B点的逆反应速率;

②平衡时氨气的转化率为60%,设开始时氨气、二氧化碳的物质的量分别a、2a,则消耗氨气0.6a,消耗二氧化碳0.3a,所以二氧化碳的转化率为0.3a/2a×100%=15%;

(4)①T1℃时,消耗NO的物质的量是0.06mol,生成E、F的物质的量都是0.03mol,所以NO与E、F的化学计量数之比是2:1:1,则NO与活性炭反应的化学方程式C+2NON2+CO2

②根据表中数据计算K1=c(CO2)c(N2)/c(NO)2=0.032/0.042=9/16;同理可计算K2=1/4,K1>K2,但是该反应的热效应未给出,所以T1和T2的大小无法判断,答案选C;

③根据压强对反应速率和平衡的影响,判断增加压强对该反应的影响是:该反应气体分子总数不变,在其他条件不变时,压强升高,平衡不会移动,NO的转化率不会改变,压强升高,使NO浓度增加,反应速率增大。

单项选择题
问答题