Question

尿素[CO（NH₂）₂]是首個(gè)由無(wú)機(jī)物人工合成的有機(jī)物。工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)如下：

2NH₃(g)＋CO₂(g)  CO(NH₂)₂(l) ＋ H₂O (l) ΔH < 0 �；卮鹣铝袉�(wèn)題：

已知工業(yè)上合成尿素分兩步進(jìn)行，相關(guān)反應(yīng)如下：

反應(yīng)Ⅰ：2NH₃(g)＋CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)   ΔH₁< 0

反應(yīng)Ⅱ：NH₂COONH₄(s)  CO(NH₂)₂(l)＋ H₂O (l)  ΔH ₂> 0

（1）下列示意圖中[a表示2NH₃（g）+CO₂（g），b表示NH₃COONH₄（s），c表示CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）]，能正確表示尿素合成過(guò)程中能量變化曲線是（填序號(hào)）     。

（2）某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在恒定溫度下，將氨氣和二氧化碳按2：1的物質(zhì)的量之比充入一體積為10L的密閉容器中（假設(shè)容器體積不變，生成物的體積忽略不計(jì)），經(jīng)20min達(dá)到平衡，各物質(zhì)濃度的變化曲線如下圖所示。

（2）①?gòu)膱D中得知?c(CO₂)=0.2mol/L,則v(CO₂)= ?c(CO₂)/t= 0.01mol·L^-1·min^-1。

①在上述條件下，從反應(yīng)開(kāi)始至20min時(shí)，二氧化碳的平均反應(yīng)速率為       。

②為提高尿素的產(chǎn)率，下列可以采取的措施有           。

A．縮小反應(yīng)容器的容積

B．升高溫度

C．平衡體系中及時(shí)分離出CO（NH₂）₂

D．使用合適的催化劑

③該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=     ；若升高體系的溫度，容器中NH₃的體積分?jǐn)?shù)將

    （填“增加”、“減小”或“不變”）。

④若保持平衡的溫度和體積不變，25min時(shí)再向容器中充入2mol氨氣和1mol二氧化碳，在40min時(shí)重新達(dá)到平衡，請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫(huà)出25~50min內(nèi)氨氣的濃度變化曲線。

 

Answer 1

【答案】

（12分）

（1）C

（2）①0.01mol·L^-1·min^-1        ②A

③      不變

④

【解析】

試題分析：（1）反應(yīng)Ⅰ是放熱反應(yīng)，能量：a>b，總反應(yīng)是房熱反應(yīng)，能量：a>c，符合的是C圖像。

②A項(xiàng)：縮小體積，平衡正向移動(dòng)，故正確；B項(xiàng)：反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，故錯(cuò)誤。C項(xiàng)：平衡體系中及時(shí)分離出CO（NH₂）₂，改變液體的量平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)；D項(xiàng)：平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)。故選A。③平衡常數(shù)等于生成物氣體的濃度冪之積除去反應(yīng)物氣體的濃度冪之積。

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的計(jì)算 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖象的綜合應(yīng)用

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡知識(shí)，包括化學(xué)平衡的建立和特征等，題目難度較大，分析清楚反應(yīng)的原理是解題的關(guān)鍵。