(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(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)反應(yīng)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(yīng)的化學(xué)方程式是_______。

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

A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmol N2同時(shí)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(yīng),其水解反應(yīng)的離子方程式為: 。

(5)如果整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程釆用綠色化學(xué)工藝,則生產(chǎn)120t尿素理論上需要CH4__ _m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(6)化學(xué)家正在研究尿素動(dòng)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(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)____。

(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(yīng)①是碳酸鉀吸收CO2,則反應(yīng)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(yīng)生成氫氧化鐵和S,則反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Fe2S3+6H2O+3O2=4Fe(OH)3+6S。

(3)反應(yīng)②N2+3H22NH3 △H<0,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小。在一定條件下,當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)(但不為0),反應(yīng)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(chēng)為化學(xué)平衡狀態(tài)。A.單位時(shí)間內(nèi)生成nmol N2同時(shí)消耗3nmol H2,說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,達(dá)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(yīng)過(guò)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(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;C.混合氣的平均相對(duì)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(shí)驗(yàn)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變,可以說(shuō)明達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;D. N2、H2、NH3濃度之比為1:3:2不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,因此不一定是平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤,答案選AC。

(4)H2NCOONH4在水溶液中要發(fā)生水解反應(yīng),其中銨跟和酸根均水解,則其水解反應(yīng)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(fù)極失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),則尿素在負(fù)極通入,因此工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)2+H2O-6e-== N2↑+CO2↑+6H+。

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

考點(diǎn)分析: 考點(diǎn)1:離子方程式 考點(diǎn)2:化學(xué)平衡狀態(tài)及移動(dòng) 考點(diǎn)3:原電池 試題屬性
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已知某溫度下純水中的,對(duì)此下列說(shuō)法正確的是

A.據(jù)此無(wú)法求算水中c(OH-)

B.該溫度低于25℃

C.此溫度下水的離子積為常溫下的兩倍

D.若向水中加入少量鹽酸,則水的電離度減小

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下列實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)象和離子方程式正確的是

操作

現(xiàn)象

離子方程式

A

用CH3COOH溶液浸泡水垢

水垢溶解,有無(wú)色氣泡

CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑

B

向NaAlO2溶液中通入過(guò)量CO2

產(chǎn)生白色沉淀

2AlO2-+CO2+3H2O=2Al(OH)3↓+CO32-

C

向FeBr2溶液中通入過(guò)量Cl2

溶液由淺綠色變成黃色

Cl2+2Fe2+ =2Cl- +2Fe3+

D

用石墨電極電解滴有酚酞的飽和NaCl溶液

在兩極有氣體產(chǎn)生,陰

極附近溶液呈現(xiàn)紅色

2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-

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(16分)某煤渣主要含有Al2O3、SiO2,可制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)3·2Al(OH)3]溶液,用于煙氣脫硫,減少SO2的排放,其制備流程:

已知:25℃,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9 , Ksp(CaSO4)=9.1×10-6。

(1)操作①的名稱(chēng) 。

(2)酸浸時(shí)反應(yīng)的離子方程式為 ;為了提高酸浸時(shí)鋁元素的浸出率,可采取的措施____________________,___________________(寫(xiě)2條)。

(3)固體2的化學(xué)式是 ,試分析固體2生成的主要原因(用離子方程式結(jié)合文字簡(jiǎn)要說(shuō)明) 。

(4)堿式硫酸鋁溶液吸收SO2生成Al2(SO4)3·Al2(SO3)3,再向該溶液通入足量空氣,生成一種硫酸鹽,用于制備堿式硫酸鋁溶液的循環(huán)使用,試寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式: , 。

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設(shè)nA為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說(shuō)法正確的是

A.1L 0.1mol/L的醋酸溶液含有0.1nA個(gè)H+

B.1molSiO2與足量的焦炭高溫下完全反應(yīng)生成硅,轉(zhuǎn)移4nA個(gè)電子

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2L H2O含有共價(jià)鍵的數(shù)目為nA

D.常溫常壓下,14 g 由N2與C2H4組成的混合氣體含有的原子數(shù)目為nA

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在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(x)隨時(shí)間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是

A.該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量大于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量

B.T2下,在0~t1時(shí)間內(nèi),v(Y)=mol/(L·min)

C.M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆

D.M點(diǎn)時(shí)再加入一定量的X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小

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選考[化學(xué)—選修化學(xué)與技術(shù)](15分)

通常情況下,當(dāng)空氣中CO2的體積分?jǐn)?shù)超過(guò)0.050%時(shí),會(huì)引起明顯的溫室效應(yīng)。為減小和消除CO2對(duì)環(huán)境的影響,各國(guó)都在限制CO2的排量,同時(shí)也加強(qiáng)對(duì)CO2創(chuàng)新利用的研究。

(1)目前,推廣用超臨界CO2(介于氣態(tài)和液態(tài)之間)代替氟利昂作致冷劑,這一做法對(duì)環(huán)境的積極意義是 。

(2)科學(xué)家為提取空氣中的CO2,把空氣吹入碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來(lái),經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使之變?yōu)榭稍偕剂霞状�。流程如圖:

①分解池中反應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。

②合成塔中,若有4.4g CO2與足量H2恰好反應(yīng)生成氣態(tài)產(chǎn)物,放出4.947kJ的熱量,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。

(3)某同學(xué)擬用沉淀法測(cè)定空氣中CO2的體積分?jǐn)?shù),他查得CaCO3、BaCO3的溶度積Ksp分別為4.96×10-9、2.58×10-9。他最好將空氣通入足量的 溶液,實(shí)驗(yàn)時(shí)除測(cè)定溫度、壓強(qiáng)和空氣的體積外,還需測(cè)定 。

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下列解釋實(shí)驗(yàn)事實(shí)的方程式正確的是

A.Al2(SO4)3溶液滴加氨水產(chǎn)生白色膠狀沉淀:Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 ↓

B.90℃時(shí)測(cè)得純水中c(H+)·c(OH-) =3.8×10-13:H2O(l)H+(aq) + OH-(aq) △H<0

C.FeCl3溶液中通入SO2,溶液黃色褪去:2Fe3++SO2 +2H2O = 2Fe2+ + SO42-+ 4H+

D.碳酸鈉溶液滴入酚酞變紅:CO32-+ 2H2O H2CO3 + 2OH-

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下列措施,是為了防止產(chǎn)生霧霾的,其中不可行的是

A.停止冬季供暖,減少有害物質(zhì)排放

B.對(duì)鍋爐和汽車(chē)等產(chǎn)生的有害氣體和煙塵等進(jìn)行處理

C.退耕還林,改善生態(tài)環(huán)境

D.尋找新能源,減少化石燃料的使用

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