Question

11．合成尿素的反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）+Q（Q＞0）．一定条件下，在10L的恒容密闭容器中，充入2mol NH₃和1mol CO₂，反应经5min后达到平衡，测得容器中气体的密度为4.2g/L．
完成下列填空：
（1）平均反应速率υ（NH₃）=0.024mol/（L•min）．
（2）下列描述中能说明上述反应已达平衡的是bd．（填序号）
a．2υ_正（NH₃）=υ_逆（H₂O）        
b．气体的平均相对分子质量不随时间而变化
c．NH₃和CO₂的比例保持不变
d．气体的压强不再发生变化
（3）为提高尿素的产率，工业上用该反应生产尿素时，合适的反应条件是ad．（填序号）
a．200℃b．800℃c．101kPa d．24000kPa
（4）上述反应所涉及的4种元素中，原子半径从大到小的排列顺序为C＞N＞O＞H；原子核外有2个未成对电子的元素是C、O；反应所涉及的化合物中仅有一种是非极性分子，其电子式为．
（5）下列能用于判断氮、碳两种元素非金属性强弱的是bc．（填序号）
a．气态氢化物沸点b．最高价氧化物对应水化物酸性强弱c．HCN中，碳为+2价d．单质晶体类型．

Answer 1

分析 根据三行式：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）
     初起量：2mol    1mol                     0   
     变化量：2x        x                      x
     平衡量：2-2x     1-x                     x，
由反应经5min后达到平衡，测得容器中气体的密度为4.2g/L，所以17（2-2x）+44（1-x）+18x=4.2×10，解之得x=0.6mol；
（1）根据v=$\frac{△C}{△t}$来分析求解：
（2）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（3）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）+Q（Q＞0）正反应是放热和气体体积缩小的反应，工业上用该反应生产尿素时，合适的反应条件是低温高压；
（4）上述反应所涉及的4种元素分别是C、N、O和H，电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时核电荷数越多半径越小；C的核外电子排布为：1s²2s²2p²，而O的核外电子排布为：1s²2s²2p⁴，有2个未成对电子；应所涉及的化合物中仅有一种是非极性分子，是直线型的二氧化碳分子； 
（5）判断非金属强弱的方法很多，非金属的最高价氧化物的水化物的酸性强弱，能证明非金属强弱；非金属氢化物的稳定性，能说明非金属性强弱；非金属与氢气化合的难易程度，能说明非金属性的强弱．

解答 解：（1）根据v=$\frac{△C}{△t}$=$\frac{\frac{0.6×2}{10}}{5}$=0.024mol/（L•min），故答案为：0.024mol/（L•min）； 
（2）a．2υ_正（NH₃）=υ_逆（H₂O），速度之比不等以应物质的计量数之比，故错误；        
b．气体的平均相对分子质量不随时间而变化，说明正逆反应速率相等，故正确；
c．NH₃和CO₂的比例一直保持不变，故错误；
d．气体的压强不再发生变化，说明气体的物质的量不变，故正确；故选b d；
（3）2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）+Q（Q＞0）正反应是放热和气体体积缩小的反应，工业上用该反应生产尿素时，合适的反应条件是低温高压，故选：a d；
（4）上述反应所涉及的4种元素分别是C、N、O和H，电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时核电荷数越多半径越小，所以半径大小为：C＞N＞O＞H；原子核外有2个未成对电子的元素是C、O；二氧化碳分子的电子式为：，故答案为：C＞N＞O＞H；C、O；；
（5）a．与气态氢化物沸点无关，故错误；b．最高价氧化物对应水化物酸性强弱，越强非金属性越强；故正确；c．HCN中，碳为+2价，说明氮吸引共用电子对能力强，故正确；d．与单质晶体类型无关，故错误；故选：bc．

点评 本题考查了化学平衡的判断、化学反应速率、非金属性强弱等知识点，难度不大，化学平衡状态的判断是高考的热点，综合性强，难度中等．