Question

【題目】工業(yè)生產以NH3和CO2為原料合成尿素[CO（NH2）2]，反應的化學方程式為：

2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l）

（1）在密閉容器中充入NH3和CO2 ,一定條件能自發(fā)進行的原因是__________________

（2）T1℃時，在2 L的密閉容器中充入NH3和CO2模擬工業(yè)生產，若原料氣中的NH3和CO2的物質的量之比（氨碳比）=x，如圖是CO2平衡轉化率（α）與氨碳比（x）的關系。其它條件不變時，α隨著x增大而增大的原因是 ；

（3）當x=2，上述反應至5min時各物質的濃不再發(fā)生變化，若起始的壓強為P0 KPa，測得平衡體系壓強變?yōu)槠鹗紩r的。反應結束后，分離得到90g尿素。

試計算該反應的平均速率v（CO2）= ，

該反應的平衡常數（K）=____ _，

達到平衡后NH3的物質的量濃度為 ，

Answer 1

【答案】（8分）①雖然△S<0，使反應不自發(fā)，但△H<0使反應自反且影響程度大。（或△G<0,

或其他合理解釋）（1分②x增大，相當于c（NH3）增大，CO2轉化率增大（2分）

③0.15mol*L-1；Kp=22.8/P03h或0.074；；3mol*L-1（5分）

【解析】

試題解析: （1）2NH3（g）＋CO2（g） CO（NH2）2（l）＋H2O（l） △H<0； △S<0，△H<0；低溫下使反應自發(fā)

進行；（2） 原料氣中的NH3和CO2的物質的量之比（氨碳比）=x，x越大相當于加入的氨氣的量越多；兩種反應物，增加氨氣的濃度，平衡右移，二氧化碳的轉化率增大；

（3）2NH3（g）＋CO2（g） CO（NH2）2（l）＋H2O（l）

起始： 2a a 0 0

變化： 2x x 1.5

平衡 2 a -2x a -x 1.5

分離得到90g尿素。尿素的量為1.5摩爾；

壓強之比等于物質的量之比：P0 /2 P0/3=（2+1）a / （2 a -2x）+ （a -x）； x=1.5 解之得出a=4.5

v（CO2）=1.5/2/5=0.15mol*L-1； 該反應的平衡常數（K）=1/（2 a -2x）2×（a –x）,帶入數值，解之

Kp=22.8/P03 h；達到平衡后NH3的物質的量濃度為（2 a -2x）/2；帶入數值，解之為3mol*L-1

考點:反應自發(fā)進行的條件、轉化率的判斷、速率的計算、平衡常數的計算等。