Question

（17分）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 = -536.1 kJ·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 = -1806.4 kJ·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（NH3）/n（CO2）]對尿素合成的影響。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)測得平衡體系中各組分的變化如圖所示�；卮饐栴}：

（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)對應(yīng)的y值（寫出計(jì)算過程，結(jié)果精確到0.1）。

Answer 1

（1） (2分) 減�。�2分）

（2）B (2分)

（3）2CO(NH2)2(g) + 6NO(g) = 2CO2(g) + 5N2(g) +４H2O(g) △H = -734.2 kJ/mol

（4）b (2分)

（5）由圖可知，此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率為80% （1分）

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/mol.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 （2分）

平衡CO(NH2)2的體積分?jǐn)?shù) = 0.8/(0.4+0.2+0.8+0.8) =0.364=36.4% （1分），則（答）y =36.4 （1分）（注：有效數(shù)字和單位運(yùn)用同時(shí)錯(cuò)誤扣1分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)題給反應(yīng)方程式寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式，見答案；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，K值減��；（2）A、其他條件不變，通入氦氣 ，化學(xué)反應(yīng)速率不變，平衡不移動(dòng)，尿素的產(chǎn)率不變，錯(cuò)誤； B、縮小體積化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，尿素的產(chǎn)率提高，正確； C、加入催化劑，平衡不移動(dòng)，尿素的產(chǎn)率不變，錯(cuò)誤；D、除去體系中的水蒸氣化學(xué)反應(yīng)速率瞬時(shí)不變，再達(dá)平衡時(shí)速率減小，錯(cuò)誤，選B；（3）已知：①2NH3（g）+ CO2（g）CO(NH2)2（g）+ H2O（g） △H1 = -536.1 kJ·mol－1，②4NH3（g）+ 6NO（g）= 5N2（g）+ 6H2O（g） △H2 = -1806.4 kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律：②—①×2得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；（4）隨著n（NH3）/n（CO2）的增大，氨氣的轉(zhuǎn)化率逐漸減小，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，尿素的產(chǎn)率逐漸增大，結(jié)合圖像分析，表示NH3轉(zhuǎn)化率的是b；（5）利用三行式結(jié)合題給數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，見答案。

考點(diǎn)：考查化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡，熱化學(xué)方程式的書寫、蓋斯定律及分析圖像解決問題的能力。