Question

20．工業(yè)上常用CO₂和NH₃通過如下反應(yīng)合成尿素[CO（NH₂）₂]．
2NH₃（g）+C0₂（g）$\stackrel{一定條件}{?}$C0（NH₂）₂ （g）+H₂0（g）△H＜0
t℃時(shí)，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10molCO₂和0.40molNH₃，70min開始達(dá)到平衡．反應(yīng)中CO₂（g）的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下表所示：

時(shí)間/min	0	20	70	80	100
萬（CO2）/mol	0.10	0.060	0.020	0.020	0.020

①70min 時(shí)，平均反應(yīng)速率（CO₂ ）=5.7×10^-4mol/（L•min）mol/（L min）．
②在100min時(shí)，保持其它條件不變，再向容器中充入0.050mo1CO和0.20molNH₃，重新建立平衡后CO₂的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比將增大 （填“增大”、“不變”或“減小”）．
③上述可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為277.8（保留一位小數(shù)）．
④如圖所示裝置（陰、陽極均為惰性電極）可用于電解尿素〔CO（NH₂）₂〕的堿性溶液制取氫氣．該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O．

Answer 1

分析 ①根據(jù)反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$來計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率；
②當(dāng)向容器中再加入氣體，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，會(huì)向著氣體系數(shù)和減小的方向進(jìn)行；
③根據(jù)三行式計(jì)算達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度，進(jìn)而計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)；
④電解尿素〔CO（NH₂）₂〕的堿性溶液，在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，據(jù)此書寫電極反應(yīng)式．

解答 解：①70min時(shí)，平均反應(yīng)速率υ （CO₂ ）=$\frac{\frac{0.1mol-0.02mol}{2L}}{70min}$mol/（L•min）=0.00057mol/（L•min）=5.7×10^-4mol/（L•min），
故答案為：5.7×10^-4mol/（L•min）；
 ②在100min時(shí)，保持其它條件不變，再向容器中充入0.050mo1CO₂和0.20molNH₃，重新建立平衡后相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，會(huì)向著氣體系數(shù)和減小的方向進(jìn)行，即向著正方向進(jìn)行，所以CO₂的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比將增大，故答案為：增大；
③可逆反應(yīng)在70min時(shí)達(dá)到了平衡，
         CO₂（g）+2NH₃（g）$\stackrel{一定條件}{?}$CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
初始濃度：0.05     0.2                            0
變化濃度：0.04     0.08                         0.04
平衡濃度：0.01      0.12                       0.04
所以K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{0.04}{0.01×0.1{2}^{2}}$≈277.8，
故答案為：277.8；
④電解尿素〔CO（NH₂）₂〕的堿性溶液，在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題考查較為綜合，為高考常見題型，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，題目涉及燃料電池的電極反應(yīng)式、化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的有關(guān)計(jì)算等重要考點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)，難度較大．