Question

【题目】1905年德国化学家哈伯发明了合成氨的方法，他因此获得了1918年度诺贝尔化学奖．氨的合成不仅解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿与死亡问题，在国防、能源、轻工业方面也有广泛用途．
Ⅰ．以氨为原料，合成尿素的反应原理为：
2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H=a kJ/mol．
为研究平衡时CO2的转化率与反应物投料比（ ）及温度的关系，研究小组在10L恒容密闭容器中进行模拟反应，并绘出如图（Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示在不同投料比时，CO2的转化率与温度之间的关系）．

（1）a0 （填“＞”或“＜”），判断依据是 ．
（2）①投料比：Ⅱ（填“＞”或“＜”）．
②若n（CO2）起始=10mol，曲线Ⅱ的投料比为0.4，在100℃条件下发生反应，达平衡至A点，则A点与起始压强比为 ．
③A点平衡常数与B点平衡常数间的关系：KAKB（填“＞”或“＜”或“=”）．B点正反应速率与C点正反应速率间的关系为：v（B）v（C）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）若按曲线Ⅰ的投料比投料，在上述实验中压缩容器体积至5L，在图中画出反应达平衡时的二氧化碳的转化率与温度之间的关系曲线．
（4）为提高CO2转化率可以采取的措施是 ．
a．使用催化剂 b．及时从体系中分离出部分CO（NH2）2c．将体系中的水蒸气液化分离
氨气可用于工业上生产硝酸，其尾气中的NO2可用氨水吸收生成硝酸铵，25℃时，将10molNH4NO3溶于水，溶液显酸性，向该溶液中滴加1L某浓度的氨水，溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将（填“正向”、“逆向”或“不”） 移动，此中性溶液中NH3H2O的物质的量为mol．（25℃时，NH3H2O的电离平衡常数Kb=2×10﹣5）

Answer 1

【答案】
（1）＜；投料比相同时，温度越高，二氧化碳的转化率越低，说明平衡向逆方向移动，正方向为放热反应
（2）＜；5：7；=；＜
（3）
（4）c；逆向；0.05
【解析】解：Ⅰ．（1）由图可知，投料比相同时，温度越高，二氧化碳的转化率越低，说明平衡向逆方向移动，逆方向为吸热反应，正方向为放热反应，△H＜0，则a＜0，
所以答案是：＜；投料比相同时，温度越高，二氧化碳的转化率越低，说明平衡向逆方向移动，正方向为放热反应；（2）①相同温度下，投料Ⅰ时CO2的转化率高，投料Ⅱ的转化率低，在固定容器中增大氨气的量，可提高二氧化碳的转化率，说明反应物投料比 是Ⅰ中的小，
所以答案是：＜；②若n（CO2）起始=10mol，曲线Ⅱ的投料比为0.4，则n（NH3）= =25mol，达到平衡A点时，二氧化碳的转化率为50%，则有三行式：

	2NH3（g）	+	CO2（g）	═	CO（NH2）2（l）	+	H2O（g）
起始量：	25mol		10mol		0mol		0mol
改变量：	10mol		5mol		5mol		5mol
平衡量：	15mol		5mol		5mol		5mol

则平衡时气体总物质的量为25mol，起始气体总物质的量为35mol，则A点与起始压强比=物质的量之比，即 = ，
所以答案是：5：7；③A点和B点的温度相同，所以平衡常数相同；C点的温度更高，所以C点正反应速率比B点的正反应速率高，
所以答案是：=；＜；（3）按曲线Ⅰ的投料比投料，压缩容器体积，平衡向气体体积缩小的方向移动，即正方向移动，二氧化碳的转化率增大，则在相同温度下，二氧化碳的转化率同等程度高于投料Ⅰ，由此平滑的画出曲线： ，
所以答案是： ；（4）a．使用催化剂，平衡不移动，不能提高二氧化碳的转化率，故a错误；
b．及时从体系中分离出部分CO（NH2）2 ， 尿素的浓度不变，平衡不移动，不能提高二氧化碳的转化率，故b错误；
c．将体系中的水蒸气液化分离，减小生成物浓度，平衡正向移动，提高了二氧化碳的转化率，故c正确；
所以答案是：c；
Ⅱ．NH4NO3溶于水，溶液显酸性，是铵根的水解引起：NH4++H2ONH3H2O+H+ ， 水解促进水的电离，向该溶液中滴加1L某浓度的氨水，溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的电离平衡将受到抑制，即逆向移动，向该溶液中滴加1L稀氨水后溶液呈中性可知，c（OH﹣）=10﹣7mol/L，
设平衡时NH3H2O的物质的量为x，溶液的体积为1L，
则：

	NH3H2O		NH4+	+	OH﹣
平衡时的浓度（mol/L ）：	x		10		10﹣7

由电离平衡常数可知： =2×10﹣5 ， x=0.05，
所以答案是：逆向；0.05．
【考点精析】本题主要考查了化学平衡状态本质及特征和弱电解质在水溶液中的电离平衡的相关知识点，需要掌握化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）；当弱电解质分子离解成离子的速率等于结合成分子的速率时，弱电解质的电离就处于电离平衡状态；电离平衡是化学平衡的一种，同样具有化学平衡的特征．条件改变时平衡移动的规律符合勒沙特列原理才能正确解答此题．