Question

(15分)尿素（H₂NCONH₂）是一種非常重要的高氮化肥，工業(yè)上合成尿素的反應如下：
2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂ (l)  △H＝－103.7 kJ·mol^－1
試回答下列問題：
⑴下列措施中有利于提高尿素的產率的是___________。
A．采用高溫
B．采用高壓
C．尋找更高效的催化劑
⑵合成尿素的反應在進行時分為如下兩步：
第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂NCOONH₄(氨基甲酸銨) (l)  △H₁
第二步：H₂NCOONH₄(l)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂(l)          △H₂
某實驗小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為0.5 L密閉容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，實驗測得反應中各組分隨時間的變化如下圖Ⅰ所示：

①已知總反應的快慢由慢的一步決定，則合成尿素總反應的快慢由第_____步反應決定，總反應進行到_________min時到達平衡。
②反應進行到10 min時測得CO₂的物質的量如圖所示，則用CO₂表示的第一步反應的速率v(CO₂)＝_______________________。
③第二步反應的平衡常數K隨溫度的變化如上右圖Ⅱ所示，則△H_{2__________}0（填“＞”“＜”或“＝”）

Answer 1

15分）⑴B   
⑵①2    55       ②0.148 mol/(L·min)           ③＞
（每空3分，共15分）

（1）由方程式2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂ (l)  △H＝－103.7 kJ·mol^－1，可知正反應方向為氣體體積減少的方向，在高壓條件下，平衡將正反應方向移動，從而提高尿素的產率
（2）①合成尿素的反應在進行時分為如下兩步：
第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂NCOONH₄(氨基甲酸銨) (l)  △H₁
第二步：H₂NCOONH₄(l)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂(l)          △H₂；
從圖形分析，第一步反應達平衡時時間更短，第二步反應達平衡時間更長，所以，合成尿素總反應的快慢由第二步決定；總反應進行到55min時到達平衡。
②v(CO₂)＝0.148 mol/(L·min)；
③由圖II可得，△H₂＞0；