(16分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。⑴工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为     。⑵当氨碳比＝4时，CO

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(16分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。⑴工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为     。⑵当氨碳比＝4时，CO

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(16分)尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。
⑴工业上尿素由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为     。
⑵当氨碳比＝4时，CO2的转化率随时间的变化关系如右图所示。

①A点的逆反应速率v逆(CO2)      B点的正反应速率v正(CO2)（填 “大于”、“小于”或“等于”）
②NH3的平衡转化率为       。
⑶人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如右图。

①电源的负极为       (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为       、       。
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将       ；若两极共收集到气体13.44 L(标准状况)，则除去的尿素为       g(忽略气体的溶解)。
答案
（1）2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O （2）①小于    ②30%
（3）①B    ②2Cl--2e-=Cl2↑    CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl   ③不变  7.2
解析
（1）根据反应物和生成物可知，反应的方程式是2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O。
（2）①根据图像可知，B点CO2的转化率不再发生变化，所以是平衡状态。因此A点没有达到平衡状态，因此A点的逆反应速率小于B的点的正反应速率；如果设CO2的物质的量是1mol，则氨气是4mol。根据图像可知，CO2的转化率是0.6，则消耗CO2是0.6mol，所以消耗氨气是1.2mol，因此氨气的转化率是1.2÷4＝0.3，即30％。
（3）①根据装置图可知，和电源B极相连的产生氢气，所以该电极是阴极，氢离子放电，所以B是电源的负极，A是正极。
②阳极失去电子，所以溶液中的氯离子放电，生成氯气。氯气具有氧化性，能氧化尿素生成氮气和CO2，方程式分别是2Cl--2e-=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl。
举一反三
（16分）（1）已知：①N2（g）+O2（g）=2NO（g）; △H=+180．5 kJ·mol-1
②4NH3（g）+5O2（g）= 4NO（g）+6H2O（g）；△H="-905" kJ·mol-1
③2H2（g）十O2（g）=2H2O（g）：△H=-483．6 kJ·mol-1
则N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的△H=           。
（2）在一定条件下，将2mol N2与5mol H2混合于一个10 L的密闭容器中，反应情况如图1所示：
①求5min内的平均反应速率v（NH3）＝       ；②达到平衡时NH3的体积分数为        。

图1                                图2 电解法合成氨装置
（3）近年来科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H+）为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多品薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨（装置如图2）。钯电极A上发生的电极反应式是                               。
（4）草酸（H2C2O4）是一种重要的化工原料。已知常温下0.01 mol·L-l的H2C2O4、KHC2O4、K2C2O4 溶液的pH如下表所示。
 
H2C2O4
KHC2O4
K2C2O4
pH
2.0
3.1
8.1
①用离子方程式表示KHC2O4呈酸性的原因：                          
②取一定质量H2C2O4·2H2O和KHC2O4的混合物，加水溶解，配成250 mL溶液，取两份此溶液各25 mL，向第一份溶液中先加入几滴酚酞试液，再滴加0.25 mol·L-l NaOH溶液至20.00 mL时，溶液由无色变为浅红色；向第二份溶液中滴加适量3 mol·L-l H2SO4溶液酸化后，用0.10 mol·L-l KMnO4溶液滴定，当消耗KMnO4溶液16.00 mL时，溶液由无色变为浅紫红色。请回答下列问题：
a.完成离子方程式：  C2O42-+   MnO4-+  H+＝   CO2+  Mn2++   H2O。
b. 原混合物中H2C2O4·2H2O和KHC2O4的物质的量之比为__________。
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(12分)欧盟原定于2012年1月1日起征收航空碳排税以应对冰川融化和全球变暖，使得对如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用碳资源的研究显得更加紧迫。请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质
(1)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒（杂质），这种颗粒可用如下氧化法提纯，请完成该反应的化学方程式：(系数按顺序填在答题卷上)
___ C+ ___ KMnO4+ ____ H2SO4→____CO2↑+ ____MnSO4 + ____K2SO4+ ____H2O 
(2)活性炭可处理大气污染物NO。在2 L密闭容器中加入NO和活性炭（无杂质），生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量如下表：
            物质
n/mol
T/℃
活性炭
NO
E
F
初始
2.030
0.100
0
0
T1
2.000
0.040
0.030
0.030
T2
2.005
0.050
0.025
0.025
①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式                  。
②根据上述信息判断，温度T1和T2的关系是（填序号）          。
a．T1＞T2            b．T1＜T2        c．无法比较
(3)CO2经常用氢氧化钠来吸收，现有0.4molCO2，若用200ml  3mol/LNaOH溶液将其完全吸收，溶液中离子浓度由大到小的顺序为：                           
(4)CO还可以用做燃料电池的燃料，某熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，该电池用 Li2CO3和 Na2CO3的熔融盐混合物作电解质， CO 为阳极燃气，空气与 CO2的混和气为阴极助燃气，制得在 650 ℃下工作的燃料电池，其阳极反应式:2CO + 2CO32－ =4CO2 +4e－则阴极反应式：              ，电池总反应式：                     。
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（12分）甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ⊿H
已知某些化学键的键能数据如下表：
化学键
C—C
C—H
H—H
C—O
C≡O
H—O
键能/kJ·mol-1
348
413
436
358
1072
463
请回答下列问题：
（1）已知CO中的C与O之间为叁键连接，该反应的⊿H =        ；
（2）某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2，加入合适催化剂（体积可以忽略不计）后在250°C开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下：
反应时间/min
0
5
10
15
20
25
压强/MPa
12.6
10.8
9.5
8.7
8.4
8.4
则从反应开始到20min时，以CO表示的平均反应速率=      ，该温度下平衡常数K=         ，若升高温度则K值          （填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是         ；
A、容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B、2v(H2)正=v(CH3OH)逆
C、容器中气体的压强保持不变                
D、单位时间内生成nmolCO的同时生成2nmolH2
（4）甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，其工作原理示意图如右，该燃料电池的电池反应式为2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)，则负极的电极反应式为                                。
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（14分）1773年，伊莱尔·罗埃尔（Hilaire Rouelle）发现尿素。1828年，弗里德里希·维勒首次使用无机物质氰酸钾[KCNO]与硫酸铵人工合成了尿素[CO(NH2)2]。
（1）维勒合成尿素的化学反应方程式为                       。
（2）工业上尿素是由CO2和NH3在一定条件下合成，其反应方程式为                      当氨碳比的转化率随时间的变化关系如图1所示。
①A点速率v逆（CO2）      点速率为V正（CO2）（填“大于”、“小于”或“等于”）
②NH3的平衡转化率为                   。

（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图2。
①电源的负极为         （填“A”或“B”）。
②阴极室中发生的电极反应式为               
③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将       (填“增大”、“减小”、“不变”)若两极共收集到气体11.2L（标准状况），则除去的尿素为       g（忽略气体的溶解）。
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（16分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇： CO(g)+2H2(g)    CH3OH(g)  ΔH< 0。
（1）上述反应的平衡常数表达式为K=                  ，以下有关说法正确的是________
a．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
b．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
c．保持容器体积不变，升高温度可提高CO的转化率
d．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
（2）其它条件相同时，在T1、T2（T1< T2）两个不同温度下可逆反应达到平衡，请画出CO的转化率随时间变化的示意图。

（3）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH＝ -a kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH＝ -b kJ·mol-1
③ H2O(g)= H2O(l) ΔH＝ -c kJ·mol-1
则 CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l)  ΔH＝______________kJ·mol-1。
（4）2009年10月，中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池及主动式电堆。甲醇燃料电池的工作原理如图所示。

C极发生的电极反应式为:___________________________，工作一段时间后，当6.4g甲醇完全反应生成CO2时，有______NA个电子发生转移。
（H：1 C：12  O：16）
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