19.尿素又稱碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工業(yè)上利用二氧化碳和氨氣在一定條件下合成尿素.其反應(yīng)分為如下兩步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)?H2NCOONH4(l)(氨基甲酸銨)△H1=-330.0kJ•mol-1
第二步:H2NCOONH4(l)?H2O(l)+CO(NH22(l)△H2=+226.3kJ•mol-1
某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在一體積為0.5m3密閉容器中投入4mol NH3和1mol CO2,實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示:

(1)已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定,則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第二步反應(yīng)決定,總反應(yīng)進(jìn)行到第55min時到達(dá)平衡.
(2)反應(yīng)進(jìn)行到10min時測得CO2的物質(zhì)的量如圖所示,則用CO2表示的第一步反應(yīng)的速率v(CO2)=1.5×10-4mol/(L•min).
(3)當(dāng)反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡,若在恒溫恒容下再充入一定量氣體He,則CO(NH22(l)的質(zhì)量不變(填“增加”、“減小”或“不變”).

分析 (1)已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定,結(jié)合圖象變化趨勢進(jìn)行判斷,反應(yīng)快慢可以依據(jù)第一步和第二步反應(yīng)的曲線斜率比較大小,根據(jù)圖象分析當(dāng)各組分量不變了則達(dá)平衡;
(2)分析圖象計(jì)算10分鐘時二氧化碳的消耗物質(zhì)的量,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率概念進(jìn)行計(jì)算;
(3)恒溫、恒容下再充入一定量氣體He,對平衡不產(chǎn)生影響.

解答 解:(1)由圖象可知在15分鐘左右,氨氣和二氧化碳反應(yīng)生成氨基甲酸銨后不再變化,發(fā)生的是第一步反應(yīng),氨基甲酸銨先增大再減小最后達(dá)到平衡,發(fā)生的是第二部反應(yīng),從曲線斜率不難看出第二部反應(yīng)速率慢,已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定,故合成尿素總反應(yīng)的快慢由第二步?jīng)Q定,根據(jù)圖象分析55min時當(dāng)各組分量不變了則達(dá)平衡;
故答案為:二;55;
(2)依據(jù)圖象分析,二氧化碳再進(jìn)行到10min時物質(zhì)的量為0.25mol,所以此時的反應(yīng)速率為=$\frac{\frac{1mol-0.25mol}{500L}}{10min}$=1.5×10-4mol/(L•min);
故答案為:1.5×10-4mol/(L•min);
(3)恒溫、恒容下再充入一定量氣體He,對平衡不產(chǎn)生影響,故CO(NH22(l)的質(zhì)量不變,
故答案為:不變.

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡的影響因素分析,化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素判斷,圖象分析反應(yīng)的進(jìn)行程度,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.某化學(xué)興趣小組在一次實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)現(xiàn),向草酸溶液中逐滴加入高錳酸鉀溶液時,溶液褪色總是先慢后快.即反應(yīng)速率由小變大.為此,甲同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究:
已知:
①M(fèi)nO4-在酸性環(huán)境下的還原產(chǎn)物是Mn2+
實(shí)驗(yàn)用品:儀器:試管(若干個)、膠頭滴管、100mL容量瓶、250mL容量瓶、10mL量筒、托盤天平、玻璃棒、燒杯、藥匙
(1)0.10mol/L  H2C2O4溶液的配制:
實(shí)驗(yàn)室欲配制100mL 0.10mol/L H2C2O4溶液,需要稱取草酸晶體(H2C2O4•2H2O)1.3 g(精確到0.1g);實(shí)驗(yàn)中需要用到的玻璃儀器有:玻璃棒、燒杯、膠頭滴管和100mL容量瓶.
(2)反應(yīng)的速率變化的探究:
在1號和2號試管中分別加入2mL0.10mol/L H2C2O4溶液,在1號試管中加入硫酸錳固體.然后在兩支試管中加入4mL 0.010mol/L KMnO4溶液和幾滴稀硫酸.現(xiàn)象如表所示:
試管1試管2
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象褪色很快褪色很慢
褪色時間/s4秒31秒
請回答下列問題:
①甲同學(xué)進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)還缺少的實(shí)驗(yàn)儀器是:秒表.
②H2C2O4溶液與酸性的KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程式為:5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O.
③同學(xué)測出的顏色變化的時間是以下列哪個選項(xiàng)為依據(jù)的C.
A、從KMnO4溶液剛好接觸H2C2O4溶液開始,溶液由紫紅色變?yōu)榻鯚o色,半分鐘之內(nèi)不再出現(xiàn)紫紅色為止.
B、從KMnO4溶液剛好接觸H2C2O4溶液開始,溶液由無色變?yōu)樽霞t色為止.
C、從KMnO4溶液接觸H2C2O4溶液開始,溶液由紫紅色變?yōu)榻鯚o色為止.
④甲同學(xué)認(rèn)為該反應(yīng)褪色由慢到快的原因是Mn2+離子在反應(yīng)中起到催化劑的作用,加快了反應(yīng)速率.于是甲同學(xué)得出結(jié)論在其它條件不變的情況下,加入催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率.
(3)乙同學(xué)和丙同學(xué)從甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)探究中得到啟示,他們也分別提出了能影響該溶液化學(xué)反應(yīng)速率因素的另外兩種可能原因,你認(rèn)為他們提出的兩種可能原因是:I該反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)速率增大,溶液褪色加快    II加入少量硫酸,可以促進(jìn)草酸和高錳酸鉀溶液的反應(yīng).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列反應(yīng)過程中,同時有離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵的斷裂和形成的反應(yīng)是( 。
A.H2+CuO═Cu+H2OB.2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2
C.H2+Cl2═2HClD.2NaOH+Cl2═NaCl+NaClO+H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.下列溶液中粒子的物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是( 。
A.NaH2PO4溶液PH<7,則在溶液中:c(Na+)>c(H2PO4-)>c(H3PO4)>c(HPO42-
B.0.1mol•L-1(NH42SO4溶液與0.1mol•L-1NH3•H2O溶液等體積混合:c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-
C.0.1mol•L-1CH3COONa溶液與0.1mol•L-1CH3COOH溶液等體積混合(pH<7)c(CH3COOH)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+
D.0.2mol•L-1NaHCO3溶液與0.1mol•L-1Na2CO3溶液等體積混合:2c(Na+)=3c(CO32-)+3c(HCO3-)+3c(H2CO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.鎂是最輕的結(jié)構(gòu)金屬材料之一.金屬鎂性質(zhì)活潑,能與空氣中的O2、N2、CO2等反應(yīng),也能與沸水反應(yīng).其中,Mg與N2反應(yīng)的產(chǎn)物Mg3N2與水反應(yīng)的方程式為:Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑.
請回答下列問題:
(1)甲組學(xué)生研究Mg能在CO2氣體中燃燒,并研究其產(chǎn)物.將鎂條在空氣中加熱點(diǎn)燃后迅速插入盛放CO2氣體的集氣瓶中,觀察到的現(xiàn)象是劇烈燃燒,發(fā)出耀眼白光,反應(yīng)后在集氣瓶內(nèi)部附著白色粉末和黑色顆粒;;將集氣瓶中加入足量的稀鹽酸仍有黑色的固體未溶解,所以Mg在CO2氣體中燃燒的化學(xué)反應(yīng)方程式是2Mg+CO2$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$C+2MgO.
(2)乙組學(xué)生根據(jù)上述甲組實(shí)驗(yàn),認(rèn)為Mg能在NO2中燃燒,可能產(chǎn)物為MgO、N2和Mg3N2.通過如下實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)物(夾持裝置省略,部分儀器可重復(fù)使用).

已知:NO2氣體能被NaOH吸收.
①乙組同學(xué)的裝置中,依次連接的順序?yàn)锳BCBED(填字母序號);裝置B的作用是在C的兩側(cè)防止水蒸氣進(jìn)入C中與產(chǎn)物 Mg3N2反應(yīng).
②確定產(chǎn)物中有N2生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為D中試劑瓶中的水被氣體壓入燒杯中.
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:產(chǎn)物中存在Mg3N2取C中少量反應(yīng)產(chǎn)物,加入到水中產(chǎn)生刺激性氣味的氣體,該氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.已知氧化還原反應(yīng):2Cu(IO32+24KI+12H2SO4=2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O,其中1mol氧化劑在反應(yīng)中得到的電子為( 。
A.10 molB.11 molC.12 molD.13 mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.某飽和酯A在酸性條件下水解得到羧酸B和醇C,B與C的分子式分別為C5HxOy和C3H8O,已知它們的相對分子質(zhì)量的關(guān)系式為:M(A)+36=M(B)+2M(C),則A的可能結(jié)構(gòu)有(不考慮立體異構(gòu))(  )
A.8種B.6種C.4種D.3種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.已知火箭所用燃料為肼(N2H4),氧化劑為過氧化氫,火箭部分構(gòu)件采用鈦合金材料.請回答下列問題:
(1)N2H4、H2O2的組成元素中第一電離能最大的元素是N.
(2)鈦的原子序數(shù)是22,其基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d24s2
(3)1molN2H4分子中所含極性鍵的數(shù)目為4NA
(4)H2O2受熱易分解為H2O,H2O的空間構(gòu)型為V形.其中心原子的雜化軌道類型為sp3
(5)H2S和H2O2的主要物理性質(zhì)如表所示:
物質(zhì)熔點(diǎn)/K沸點(diǎn)/K水中溶解度(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
H2S187202每升水中溶解2.6L
H2O2272423以任意比互溶
造成上述物質(zhì)的物理性質(zhì)存在差異的主要原因是H2O2分子之間存在氫鍵,所以H2O2的熔、沸點(diǎn)高于H2S,H2O2與H2O分子之間也可形成氫鍵,故H2O2在水中溶解度大于H2S在水中溶解度.
(6)氧化鎂和氮化硼均可用作返回艙的熱屏蔽材料,晶格能:氧化鎂大于氧化鈣(填“大于”或“小于”).
(7)立方氮化硼的晶胞如圖所示,則處于晶胞頂點(diǎn)的原子的配位數(shù)為4,若晶胞邊長為a pm,則立方氮化硼晶胞的密度是$\frac{100}{{{N_A}{{(a×{{10}^{-10}})}^3}}}$g•cm-3(只要求列算式,阿伏伽德羅常數(shù)為NA).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值.下列敘述不正確的是(  )
A.常溫下,1 L 0.1 mol•L-1 的NH4NO3溶液中氮原子數(shù)為0.2NA
B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L己烷中共價鍵數(shù)目為1.9NA
C.室溫下,28.0 g乙烯和丁烯的混合氣體中含有的碳原子數(shù)為2NA
D.足量Fe與標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L Cl2充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2NA

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同步練習(xí)冊答案