解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷192
I．党的二十大报告提出未来我国将用更高的标准深入打好污染物防治攻坚战，统筹减污降碳，所以深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。
(1)已知合成尿素的反应分两步进行：
2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s) ΔH1 化学平衡常数K1
NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2 化学平衡常数K2
①若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是_______ (填标号)。
A．断裂6mol N－H键的同时断裂2mol O－H键 B．压强不再变化
C．混合气体的密度不再变化 D．CO2的体积分数不再变化
②反应CO(NH2)2(s)+H2O(g)2NH3(g)+CO2(g)的化学平衡常数K=_______ (用含K1 、K2 的代数式表示)。
II．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气相关化学键的键能数据一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2.回答下列问题：
(2)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)ΔH =___________ kJ/mol；
(3)已知该反应的ΔS=198.9J· mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填标号)
(4)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是___________ (用图中a、b、c、d表示)；
②在该温度下，反应的标准平衡常数
___________ 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)，
，其中
，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
(5)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：
某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(
)：c(
)=1：2，则该溶液的pH=___________ (该温度下H2CO3的Ka1=4.6×10－7，Ka2=5.0×10－11)；
(1)已知合成尿素的反应分两步进行：
2NH3(g)+CO2(g)
NH2COONH4(s) ΔH1 化学平衡常数K1NH2COONH4(s)
CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH2 化学平衡常数K2 ①若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是
A．断裂6mol N－H键的同时断裂2mol O－H键 B．压强不再变化
C．混合气体的密度不再变化 D．CO2的体积分数不再变化
②反应CO(NH2)2(s)+H2O(g)
2NH3(g)+CO2(g)的化学平衡常数K=II．氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
| 化学键 |  |  |  |
键能 | 946 | 436.0 | 390.8 |
(2)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)ΔH =(3)已知该反应的ΔS=198.9J· mol－1·K－1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填标号)
| A．25℃ | B．125℃ | C．225℃ | D．325℃ |
(4)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是
②在该温度下，反应的标准平衡常数
gG(g)+hH(g)，，其中，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。(5)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：
某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(
)：c()=1：2，则该溶液的pH=23-24高二上·宁夏银川·期中
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氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I．氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
(1)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ∆H=___________ kJ/mol；
(2)已知该反应的∆S=198.9J·mol-1·K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填标号)；(T(K)=t(℃)+273.15)
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1mol NH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~ t1时间内的反应速率v(H2)=___________ mol·L-1·min-1 (用含t1的代数式表示)；
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是___________ (用图中a、b、c、d表示)，理由是___________ ；
③在该温度下，反应的标准平衡常数KΘ=___________ 。
(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)gG(g)+hH(g)
，其中pΘ=100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
(4)NH3用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：___________ 。
方法I．氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据
| 化学键 | N≡N | H-H | N-H |
| 键能E/(kJ·mol-1) | 946 | 436.0 | 390.8 |
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ∆H=(2)已知该反应的∆S=198.9J·mol-1·K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填标号)；(T(K)=t(℃)+273.15)
| A．25℃ | B．125℃ | C．225℃ | D．325℃ |
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0~ t1时间内的反应速率v(H2)=
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是
③在该温度下，反应的标准平衡常数KΘ=
(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)+eE(g)
gG(g)+hH(g)，其中pΘ=100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。(4)NH3用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：
氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据如下表所示：
一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH=_______ kJ·mol-1；已知该反应的ΔS=198.9J·mol-1·K-1，则在_______ (填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应的自发进行。
(2)向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的NH3，下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
(3)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂条件下，将0.1molNH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用N2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(N2)_______ mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)。
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是_______ (用图中a、b、c、d表示)，理由是_______ ；
③在该温度下，用分压表示的该反应的平衡常数Kp=_______ 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数)。
方法II：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)该装置中主要能量转化形式有_______ ；
(5)阳极的电极反应式为_______ 。
方法I：氨热分解法制氢气
相关化学键的键能数据如下表所示：
| 化学键 | N N | H-H | N-H |
| 键能E/(kJ·mol-1) | 945.8 | 436.0 | 390.8 |
(1)反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) ΔH=(2)向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的NH3，下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填标号)。
| A．容器内压强保持不变 |
| B．NH3(g)与N2(B)的物质的量之比为2：1 |
| C．气体的密度保持不变 |
| D．气体的平均相对分子质量保持不变 |
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用N2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速率v(N2)
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是
③在该温度下，用分压表示的该反应的平衡常数Kp=
方法II：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(4)该装置中主要能量转化形式有
(5)阳极的电极反应式为
氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运，可通过下面两种方法由氨气得到氢气。
方法I：氨热分解法制氢气
一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2.回答下列问题：
(1)已知反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) △H=90.8kJ。mol-1，△S=198.9J·mol-1·K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填标号)。
(2)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1mol NH3通入3L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)___________ mol·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是___________ (用图中a、b、c、d表示)。
③在该温度下，反应的标准平衡常数
___________ 。(已知：分压=总压×该组分物质的量分数，对于反应d D(g)+e E(g)g G(g)+h H(g)，
，其中
=100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
方法II：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(3)电解过程中OH-的移动方向为___________ (填“从左往右”或“从右往左”)。
(4)阳极的电极反应式为______________________ 。
方法I：氨热分解法制氢气
一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2.回答下列问题：
(1)已知反应2NH3(g)
N2(g)+3H2(g) △H=90.8kJ。mol-1，△S=198.9J·mol-1·K-1，在下列哪些温度下反应能自发进行？___________(填标号)。| A．25℃ | B．125℃ | C．225℃ | D．457℃ |
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是
③在该温度下，反应的标准平衡常数
g G(g)+h H(g)，，其中=100kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。方法II：氨电解法制氢气
利用电解原理，将氨转化为高纯氢气，其装置如图所示。
(3)电解过程中OH-的移动方向为
(4)阳极的电极反应式为
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