Question

工业上用NH₃和CO₂反应合成尿素：

2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1
（1）此反应的平衡常数表达式K=

 

．升高温度，K值

 

（填增大、减小或不变）．
（2）其他条件不变，下列方法能同时提高化学反应速率和尿素产率的是

 

．
A．通入氦气   B．缩小体积C．加入催化剂  D．除去体系中的水蒸气
（3）尿素可用于处理汽车尾气．CO（NH₂）₂（g）与尾气中NO反应生成CO₂、N₂、H₂O（g）排出．又知：4NH₃（g）+6NO（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）△H₂=-1806.4kJ?mol^-1写出CO（NH₂）₂（g）与NO反应的热化学方程式

 

．某小组模拟工业合成尿素，探究起始反应物的氨碳比[n

n(NH3)

n(CO2)

]对尿素合成的影响．在恒温下1L容器中，将总物质的量为3mol的NH₃和CO₂以不同的氨碳比进行反应，实验测得平衡体系中各组分的变化如图所示．回答问题：
（4）若a、b线分别表示NH₃或CO₂转化率的变化，其中表示NH₃转化率的是

 

（填a或b）线．
（5）若a、b线分别表示NH₃或CO₂转化率的变化，c线表示平衡体系中尿素体积分数的变化，求M点对应的y值（写出计算过程，结果精确到0.1）．

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡的影响因素

专题：

分析：（1）化学反应的平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积；反应是放热反应，升温平衡逆向进行；
（2）反应速率影响因素分析提高反应速率的方法，提高尿素产率应是平衡正向进行；
（3）依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（4）反应物的转化率变化，随氨碳比增大，氨气的转化率减小，二氧化碳转化率增大；
（5）由图可知，此时氨气的转化率为80% 
                      2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）
起始浓度（mol．L^-1 ）   2        1         0           0
变化浓度（ol．L^-1  ）  1.6       0.8        0.8         0.8
平衡浓度（mol．L^-1 ）   0.4       0.2       0.8         0.8  
据此计算体积分数．

解答： 解：（1）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1
反应的平衡常数表达式K=

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

c2(NH3)c(CO2)

，反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；
故答案为：

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

c2(NH3)c(CO2)

；减小；
（2）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）△H₁=-536.1kJ?mol^-1，反应是气体体积减小的放热反应，依据化学平衡移动原理分析判断
A．通入氦气，恒温恒容容器中，总压增大，分压不变，平衡不变，故A不符合；   
B．缩小体积，压强增大，反应速率增大，平衡正向进行，尿素产率增大，故B符合；
C．加入催化剂改变反应速率，不改变化学平衡，故C不符合；
D．除去体系中的水蒸气，平衡正向进行，尿素产率增大，反应速率减小，故D不符合；
故答案为：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
依据盖斯定律②-①×2得到CO（NH₂）₂（g）与NO反应的热化学方程式2CO（NH₂）₂（g）+6NO（g）=2CO₂（g）+5N₂（g）+4H₂O（g）△H=-734.2 kJ/mol；
故答案为：2CO（NH₂）₂（g）+6NO（g）=2CO₂（g）+5N₂（g）+4H₂O（g）△H=-734.2 kJ/mol；
（4）反应物的转化率变化，随氨碳比增大，氨气的转化率减小，二氧化碳转化率增大，增大的是氨气的量，提高了二氧化碳转化率，氨气转化率减小，其中表示NH₃转化率的是b；
故答案为：b；
（5）由图可知，此时氨气的转化率为80% 
                      2NH₃（g）+CO₂（g）=CO（NH₂）₂（g）+H₂O（g）
起始浓度（mol．L^-1 ）   2        1         0           0
变化浓度（ol．L^-1  ）  1.6       0.8        0.8         0.8
平衡浓度（mol．L^-1 ）   0.4       0.2       0.8         0.8  
平衡CO（NH₂）₂的体积分数=

0.8

0.4+0.2+0.8+0.8

×100%=36.4%；
y=36.4；
答：y值为36.4．

点评：本题考查了化学平衡、反应速率影响因素分析，化学平衡计算、图象分析应用，掌握基础是关键，题目难度中等．