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解答题-原理综合题 较难0.4 引用2 组卷144
以CO2和NH3为原料合成尿素有利于实现“碳达峰、碳中和”,该体系中同时存在以下反应:
Ⅰ.2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)   ΔH1=-159kJ·mol-1
Ⅱ.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   ΔH2
Ⅲ.NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)   ΔH3=+72kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)反应Ⅱ的ΔH2=___________kJ·mol-1,ΔS___________0(填“>”或“<”)。
(2)一定温度下,按物质的量之比为2:1通入NH3和CO2至密闭容器中,假设仅发生反应Ⅰ。达到平衡后,CO2的平衡浓度为c1mol·L-1,其他条件不变,缩小容器容积,重新达到平衡后,CO2的平衡浓度为c2mol·L-1,则c1___________c2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)为研究上述三个反应的平衡关系,通入3mol的NH3、CO2混合气体至10L恒容密闭容器中,NH3的平衡分压随初始充入NH3与CO2的物质的量之比、温度的变化关系如图所示。

①a___________b(填“>”或“<”)。
②M点的p平衡(NH3)大于N点的p平衡(NH3),原因为___________(答一点)。
③T1℃时,反应前容器内气体压强为p0kPa,达到N点对应平衡状态的时间为tmin,则0~tmin时段反应的平均速率v(CO2)=___________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。保持温度不变,平衡后再向容器中通入一定量的水蒸气,NH2COONH4的平衡产率___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
23-24高三上·河南·阶段练习
知识点:盖斯定律与热化学方程式化学反应速率计算温度对化学平衡移动的影响压强对化学平衡移动的影响 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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回收利用CO2有助于降低碳排放。回答下列问题:
Ⅰ.工业上,利用CO2和NH3合成尿素。化学原理为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH。已知:该反应的平衡常数与温度关系如下表所示。
t/℃165175185195
K111.974.150.634.8
(1)在一定条件下,合成尿素反应达到平衡时,氨气平衡转化率与温度、压强关系如图所示。x代表_____________,理由是_______;y1_________y2(填“>”“<”或“=”)。


(2)在一定温度和压强下,原料气中NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)与CO2的平衡转化率(α)的关系如图所示。


①合成CO(NH2)2反应中,氨碳比越大,氨的平衡转化率越_____(填“大”或“小”)。
②M点对应NH3的平衡转化率为_______________
(3)在温度为T ℃时,向1 L恒容密闭容器中充入1.5 mol NH3和0.5 mol CO2,达到平衡时,容器内压强等于开始时的75%,则T ℃时该反应的平衡常数K为_____L2·mol2
Ⅱ.利用CO2和H2合成甲醇。
(4)已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0,v=k•p(CO2)•p3(H2),v=k•p(CH3OH)•p(H2O),k、k表示速率常数,只与温度有关。当反应达到平衡后,升高温度,________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1=-571.6 kJ·mol1,②2CH3OH(l)+3O2(g) =2CO2(g)+4H2O(l) ΔH2=-1453 kJ·mol1,则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l)ΔH=
__kJ·mol1
Ⅲ.工业生产中,可以用CO2除去残留Ca(OH)2
(6)常温下,向含Ca(OH)2的废液中通入CO2,当c(CO32)=____mol·L1时,c(Ca2)=1.0×105mol·L1。[常温下,Ksp(CaCO3)=4.96×109]
工业上常利用CO2为初始反应物,合成一系列重要的化工原料。
(1)以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)ΔH1
反应Ⅱ:NH2COONH4(s)=CO(NH22(s)+H2O(g) ΔH2=+72.49 kJ·mol1
总反应:2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(s)+H2O(g) ΔH3=-86.98 kJ·mol1
请回答下列问题:
①反应Ⅰ的ΔH1______________
②在________(填“高温”或“低温”)情况下有利于反应Ⅱ的自发进行。
③一定温度下,在体积固定的密闭容器中按n(NH3)∶n(CO2)=2∶1 进行反应Ⅰ。下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是____________(填字母代号)。
A 混合气体的平均相对分子质量不再变化
B 容器内气体总压强不再变化
C NH3与CO2的转化率相等
D 容器内混合气体的密度不再变化
(2)将CO2和H2按质量比25∶3充入一定体积的密闭容器中,在不同温度下发生反应CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH(g)的物质的量随时间的变化如下图所示。

①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K(Ⅰ)______(填“>”“<”或“=”)K(Ⅱ)。
②欲提高CH3OH(g)的平衡产率,可采取的措施除改变温度外,还有__________(任写两种)。
③一定温度下,在容积均为2 L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后反应达到平衡。
容器
反应物起
始投入量
1 mol CO2
3 mol H2
a mol CO2
b mol H2
c mol CH3OH(g)
c mol H2O(g)
(a,b,c均不为0)
若甲容器中反应达平衡后气体的压强为开始时的,则该温度下,反应的平衡常数为______;要使反应达平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则乙容器中c的取值范围为_______________

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