Question

尿素[CO（NH₂）₂]是首個由無機物人工合成的有機物。工業(yè)上合成尿素的反應如下：

2NH₃(g)＋CO₂(g)  CO(NH₂)₂(l) ＋ H₂O (l) ΔH < 0 。回答下列問題：

已知工業(yè)上合成尿素分兩步進行，相關反應如下：

反應Ⅰ：2NH₃(g)＋CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)   ΔH₁< 0

反應Ⅱ：NH₂COONH₄(s)  CO(NH₂)₂(l)＋ H₂O (l)  ΔH ₂> 0

（1）下列示意圖中[a表示2NH₃（g）+CO₂（g），b表示NH₃COONH₄（s），c表示CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）]，能正確表示尿素合成過程中能量變化曲線是（填序號）     。

（2）某實驗小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在恒定溫度下，將氨氣和二氧化碳按2：1的物質的量之比充入一體積為10L的密閉容器中（假設容器體積不變，生成物的體積忽略不計），經20min達到平衡，各物質濃度的變化曲線如下圖所示。

（2）①從圖中得知?c(CO₂)=0.2mol/L,則v(CO₂)= ?c(CO₂)/t= 0.01mol·L^-1·min^-1。

①在上述條件下，從反應開始至20min時，二氧化碳的平均反應速率為       。

②為提高尿素的產率，下列可以采取的措施有           。

A．縮小反應容器的容積

B．升高溫度

C．平衡體系中及時分離出CO（NH₂）₂

D．使用合適的催化劑

③該反應的平衡常數(shù)表達式K=     ；若升高體系的溫度，容器中NH₃的體積分數(shù)將

    （填“增加”、“減小”或“不變”）。

④若保持平衡的溫度和體積不變，25min時再向容器中充入2mol氨氣和1mol二氧化碳，在40min時重新達到平衡，請在上圖中畫出25~50min內氨氣的濃度變化曲線。

 

Answer 1

【答案】

（12分）

（1）C

（2）①0.01mol·L^-1·min^-1        ②A

③      不變

④

【解析】

試題分析：（1）反應Ⅰ是放熱反應，能量：a>b，總反應是房熱反應，能量：a>c，符合的是C圖像。

②A項：縮小體積，平衡正向移動，故正確；B項：反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，故錯誤。C項：平衡體系中及時分離出CO（NH₂）₂，改變液體的量平衡不移動，故錯；D項：平衡不移動，故錯。故選A。③平衡常數(shù)等于生成物氣體的濃度冪之積除去反應物氣體的濃度冪之積。

考點：化學平衡的計算 化學反應速率與化學平衡圖象的綜合應用

點評：本題考查了化學平衡知識，包括化學平衡的建立和特征等，題目難度較大，分析清楚反應的原理是解題的關鍵。