Question

工業(yè)上用NH₃和CO₂反應(yīng)合成尿素：

2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1
（1）此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)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(shí)提高化學(xué)反應(yīng)速率和尿素產(chǎn)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(yīng)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(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

．某小組模擬工業(yè)合成尿素，探究起始反應(yīng)物的氨碳比[n

n(NH3)

n(CO2)

]對(duì)尿素合成的影響．在恒溫下1L容器中，將總物質(zhì)的量為3mol的NH₃和CO₂以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得平衡體系中各組分的變化如圖所示．回答問(wèn)題：
（4）若a、b線分別表示NH₃或CO₂轉(zhuǎn)化率的變化，其中表示NH₃轉(zhuǎn)化率的是

 

（填a或b）線．
（5）若a、b線分別表示NH₃或CO₂轉(zhuǎn)化率的變化，c線表示平衡體系中尿素體積分?jǐn)?shù)的變化，求M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的y值（寫出計(jì)算過(guò)程，結(jié)果精確到0.1）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算,化學(xué)平衡的影響因素

專題：

分析：（1）化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應(yīng)物平衡濃度冪次方乘積；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行；
（2）反應(yīng)速率影響因素分析提高反應(yīng)速率的方法，提高尿素產(chǎn)率應(yīng)是平衡正向進(jìn)行；
（3）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算得到所需熱化學(xué)方程式；
（4）反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化，隨氨碳比增大，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大；
（5）由圖可知，此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)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(jù)此計(jì)算體積分?jǐn)?shù)．

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

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

c2(NH3)c(CO2)

，反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向進(jìn)行，平衡常數(shù)減小；
故答案為：

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

c2(NH3)c(CO2)

；減��；
（2）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1，反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，依據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)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(qiáng)增大，反應(yīng)速率增大，平衡正向進(jìn)行，尿素產(chǎn)率增大，故B符合；
C．加入催化劑改變反應(yīng)速率，不改變化學(xué)平衡，故C不符合；
D．除去體系中的水蒸氣，平衡正向進(jìn)行，尿素產(chǎn)率增大，反應(yīng)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(jù)蓋斯定律②-①×2得到CO（NH₂）₂（g）與NO反應(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)物的轉(zhuǎn)化率變化，隨氨碳比增大，氨氣的轉(zhuǎn)化率減小，二氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，增大的是氨氣的量，提高了二氧化碳轉(zhuǎn)化率，氨氣轉(zhuǎn)化率減小，其中表示NH₃轉(zhuǎn)化率的是b；
故答案為：b；
（5）由圖可知，此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)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?jǐn)?shù)=

0.8

0.4+0.2+0.8+0.8

×100%=36.4%；
y=36.4；
答：y值為36.4．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡、反應(yīng)速率影響因素分析，化學(xué)平衡計(jì)算、圖象分析應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．