Question

工業(yè)上用NH₃和CO₂反應合成尿素：

2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1
（1）此反應的平衡常數表達式K=

 

．升高溫度，K值

 

（填增大、減小或不變）．
（2）其他條件不變，下列方法能同時提高化學反應速率和尿素產率的是

 

．
A．通入氦氣   B．縮小體積C．加入催化劑  D．除去體系中的水蒸氣
（3）尿素可用于處理汽車尾氣．CO（NH₂）₂（g）與尾氣中NO反應生成CO₂、N₂、H₂O（g）排出．又知：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1806.4kJ?mol^-1寫出CO（NH₂）₂（g）與NO反應的熱化學方程式

 

．某小組模擬工業(yè)合成尿素，探究起始反應物的氨碳比[n

n(NH3)

n(CO2)

]對尿素合成的影響．在恒溫下1L容器中，將總物質的量為3mol的NH₃和CO₂以不同的氨碳比進行反應，實驗測得平衡體系中各組分的變化如圖所示．回答問題：
（4）若a、b線分別表示NH₃或CO₂轉化率的變化，其中表示NH₃轉化率的是

 

（填a或b）線．
（5）若a、b線分別表示NH₃或CO₂轉化率的變化，c線表示平衡體系中尿素體積分數的變化，求M點對應的y值（寫出計算過程，結果精確到0.1）．

Answer 1

考點：化學平衡的計算,化學平衡的影響因素

專題：

分析：（1）化學反應的平衡常數等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積；反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行；
（2）反應速率影響因素分析提高反應速率的方法，提高尿素產率應是平衡正向進行；
（3）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（4）反應物的轉化率變化，隨氨碳比增大，氨氣的轉化率減小，二氧化碳轉化率增大；
（5）由圖可知，此時氨氣的轉化率為80% 
                      2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）
起始濃度（mol．L^-1 ）   2        1         0           0
變化濃度（ol．L^-1  ）  1.6       0.8        0.8         0.8
平衡濃度（mol．L^-1 ）   0.4       0.2       0.8         0.8  
據此計算體積分數．

解答： 解：（1）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1
反應的平衡常數表達式K=

c(H2O)c(CO(NH2)2)

c2(NH3)c(CO2)

，反應是放熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數減�。�
故答案為：

c(H2O)c(CO(NH2)2)

c2(NH3)c(CO2)

；減小；
（2）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1，反應是氣體體積減小的放熱反應，依據化學平衡移動原理分析判斷
A．通入氦氣，恒溫恒容容器中，總壓增大，分壓不變，平衡不變，故A不符合；   
B．縮小體積，壓強增大，反應速率增大，平衡正向進行，尿素產率增大，故B符合；
C．加入催化劑改變反應速率，不改變化學平衡，故C不符合；
D．除去體系中的水蒸氣，平衡正向進行，尿素產率增大，反應速率減小，故D不符合；
故答案為：B；
（3）①2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1，
②4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1806.4kJ?mol^-1
依據蓋斯定律②-①×2得到CO（NH₂）₂（g）與NO反應的熱化學方程式2CO（NH₂）₂（g）+6NO（g）=2CO₂（g）+5N₂（g）+4H₂O（g）△H=-734.2 kJ/mol；
故答案為：2CO（NH₂）₂（g）+6NO（g）=2CO₂（g）+5N₂（g）+4H₂O（g）△H=-734.2 kJ/mol；
（4）反應物的轉化率變化，隨氨碳比增大，氨氣的轉化率減小，二氧化碳轉化率增大，增大的是氨氣的量，提高了二氧化碳轉化率，氨氣轉化率減小，其中表示NH₃轉化率的是b；
故答案為：b；
（5）由圖可知，此時氨氣的轉化率為80% 
                      2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）
起始濃度（mol．L^-1 ）   2        1         0           0
變化濃度（ol．L^-1  ）  1.6       0.8        0.8         0.8
平衡濃度（mol．L^-1 ）   0.4       0.2       0.8         0.8  
平衡CO（NH₂）₂的體積分數=

0.8

0.4+0.2+0.8+0.8

×100%=36.4%；
y=36.4；
答：y值為36.4．

點評：本題考查了化學平衡、反應速率影響因素分析，化學平衡計算、圖象分析應用，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．