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化肥厂用二氧化碳与氨气在一定条件下反应生成尿素,同时生成水,用质量守恒解释此方案可行性

2021-09-23 02:18:48 分类:养花问答 来源: 日夏养花网 作者: 网络整理 阅读:111

化肥尿素是利用了二氧化碳的什么性质

化学性质

由氨和二氧化碳作用生成氨基甲酸铵,然后脱水生成尿素
有新物种生成,进化了化学反应,是化学性质
化肥厂用二氧化碳与氨气在一定条件下反应生成尿素[CO(NH2)2],
NH3+CO2→CO(NH2)2+H2O ②2NH3+CO2→CO(NH2)2+H2O ,从这方程式看来是化学反应的性质啊

(一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素.其反应分

(一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素.其反应分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)?H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l)△H1=-330.0kJ?mol-1
第二步:H2NCOONH4(l)?Hhttp://www.rixia.cc2O(l)+H2NCONH2(l)△H2=+226.3kJ?mol-1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5m3密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示:

①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定.
②反应进行到10min时测得CO2的物质的量如图1所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=______mol/(L?min).
③当反应在一定条件下达到平衡,若在恒温、恒容下再充入一定量气体He,则CO(NH22(l)的质量______(填“增加”、“减小”或“不变”).
(二)氨是制备尿素的原料,NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用.
氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将a mol/L的氨水与b mol/L的硫酸以3:2体积比混合反应后溶液呈中性.用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为______.
(三)氢气是合成氨www.rixia.cc的原料.“氢能”将是未来最理想的新能源.
(1)在25℃,101KPa条件下,1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为______.
(2)氢气通常用生产水煤气的方法制得.其中C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),在850℃时平衡常数K=1.若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6.0mol H2O.
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有______.
A.容器内的压强不变        B.消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等
C.混合气的密度不变        D.单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂
②x应满足的条件是______.
(四)CO2是合成尿素的原料,但水泥厂生产时却排放出大量的CO2.华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图2所示:
(1)上述生产过程的能量转化方式是______.
(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为______,阴极的电极反应式为______.
(一)①由图象可知在15分钟左右,氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化,发生的是第一步反应,氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡,发生的是第二部反应,从曲线斜率不难看出第二部反应速率慢,已知总反应的快慢由慢的一步决定,故合成尿素总反应的快慢由第二步决定,
故答案为:二;
②依据图象分析,二氧化碳再进行到10min时物质的量为0.25mol,所以此时的反应速率为=1mol?0.25mol500L10min1.510-4mol/L?min,
故答案为:1.510-4mol/L?min;
③恒温、恒容下再充入一定量气体He,对平衡不产生影响,故CO(NH2)2(l)的质量不变,
故答案为:不变;
(二)a mol/L的氨水与b mol/L的硫酸以3:2体积比混合反应后溶液呈中性,设硫酸的体积为2V,则氨水的体积为3V,n(SO42-)=bmol/L2V=2bVmol,电荷守恒:n(NH4+)+n(H+)=2n(SO42-)+n(OH-),溶液呈中性,即n(H+)=n(OH-),即n(NH4+)=2n(SO42-)=4bVmol;c(OH-)=10-7mol/L,c(NH4+)=4bVmol3V=4b3mol/L,氨水中的电离常数为=c(NH4+)?c(OH?)c(NH3?H2O)=4b310?7a?4b3=4b3a?4b10?7mol/L,
故答案为:4b3a?4b10?7mol/L;
(三)(1)氢气燃烧热的化学方程式为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),已知在25℃,101KPa条件下,1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则Q=2142.9kJ=285.8kJ,故氢气燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),△H=-285.8kJ/mol,
故答案为:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l),△H=-285.8kJ/mol;
(2)①C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),
A.反应前后气体的体积不等,故容器内的压强不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故A正确;
B.消耗水蒸气是正日夏养花网反应,生成CO也是正反应,故消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故B错误;
C.密度=总质量体积,总质量在变,体积不变,故混合气的密度不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据,故C正确;
D.单位时间有n个H-O键断裂是正反应,同时有n个H-H键断裂是逆反应,但正逆反应速率不等,故单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂不能作为判断是否达到平衡状态的依据,故D错误,
故答案为:AC;
②C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),
开始(mol):6       0       0
转化(mol):a       a       a
平衡(mol):6-a 日夏养花网;    a       a
K=aa6?a=1,a=2,故x应满足的条件是:x>2,
故答案为:x>2;
(四)(1)根据图2可知:上述生产过程的能量转化方式为:太阳能和电能转化为化学能,
故答案为:太阳能和电能转化为化学能;
(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为Ca0和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应是碳酸根离子失电子生成氧气的过程,电极反应为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑,阴极是二氧化碳得到电子生成碳,依据电子守恒和传导离子配平书写电极反应为:3CO2+4e-═C+2CO32-;
故答案为:2CO32--4e-═2CO2↑+O2↑;3CO2+4e-═C+2CO32-.

二氧化碳在化学家的眼里是可以利用的重要资源,只要有合适的条件,可以像发生光合作用那样将二氧化碳转日夏养花网

二氧化碳在化学家的眼里是可以利用的重要资源,只要有合适的条件,可以像发生光合作用那样将二氧化碳转变为所需要的产物.二氧化碳可以为化工合成提供足够的碳元素,既可以减少化工产业对煤和石油的消耗,又可以缓解大气中二氧化碳含量的增加.
(1)二氧化碳和水通过光合作用转变为葡萄糖和氧气的化学方程式为:______.
(2)化肥厂用二氧化碳与氨气在一定条件下反应生成尿素[CO(NH22]和水的化学方程式为:______.
(3)超氧化钾(用X表示)能与二氧化碳反应生成氧气,在载人航天飞机和潜水艇中可用它作制氧剂,供呼吸之用.超氧化钾(X)与二氧化碳反应的化学方程式为:4X+2CO2═2K2CO3+3O2则X的化学式为______.
(1)二氧化碳和水通过光合作用转变为葡萄糖和氧气:确定反应物、生成物、反应条件;选择合适的配平方法,故化学方程式为6CO2+6H2O      光     .

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