Question

【題目】工業(yè)生產(chǎn)以NH3和CO2為原料合成尿素[CO（NH2）2]，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2NH3（g）＋CO2（g）CO（NH2）2（l）＋H2O（l）

（1）在密閉容器中充入NH3和CO2 ,一定條件能自發(fā)進(jìn)行的原因是__________________

（2）T1℃時(shí)，在2 L的密閉容器中充入NH3和CO2模擬工業(yè)生產(chǎn)，若原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比（氨碳比）=x，如圖是CO2平衡轉(zhuǎn)化率（α）與氨碳比（x）的關(guān)系。其它條件不變時(shí)，α隨著x增大而增大的原因是 ；

（3）當(dāng)x=2，上述反應(yīng)至5min時(shí)各物質(zhì)的濃不再發(fā)生變化，若起始的壓強(qiáng)為P0 KPa，測(cè)得平衡體系壓強(qiáng)變?yōu)槠鹗紩r(shí)的。反應(yīng)結(jié)束后，分離得到90g尿素。

試計(jì)算該反應(yīng)的平均速率v（CO2）= ，

該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）=____ _，

達(dá)到平衡后NH3的物質(zhì)的量濃度為 ，

Answer 1

【答案】（8分）①雖然△S<0，使反應(yīng)不自發(fā)，但△H<0使反應(yīng)自反且影響程度大。（或△G<0,

或其他合理解釋）（1分②x增大，相當(dāng)于c（NH3）增大，CO2轉(zhuǎn)化率增大（2分）

③0.15mol*L-1；Kp=22.8/P03h或0.074；；3mol*L-1（5分）

【解析】

試題解析: （1）2NH3（g）＋CO2（g） CO（NH2）2（l）＋H2O（l） △H<0； △S<0，△H<0；低溫下使反應(yīng)自發(fā)

進(jìn)行；（2） 原料氣中的NH3和CO2的物質(zhì)的量之比（氨碳比）=x，x越大相當(dāng)于加入的氨氣的量越多；兩種反應(yīng)物，增加氨氣的濃度，平衡右移，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大；

（3）2NH3（g）＋CO2（g） CO（NH2）2（l）＋H2O（l）

起始： 2a a 0 0

變化： 2x x 1.5

平衡 2 a -2x a -x 1.5

分離得到90g尿素。尿素的量為1.5摩爾；

壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比：P0 /2 P0/3=（2+1）a / （2 a -2x）+ （a -x）； x=1.5 解之得出a=4.5

v（CO2）=1.5/2/5=0.15mol*L-1； 該反應(yīng)的平衡常數(shù)（K）=1/（2 a -2x）2×（a –x）,帶入數(shù)值，解之

Kp=22.8/P03 h；達(dá)到平衡后NH3的物質(zhì)的量濃度為（2 a -2x）/2；帶入數(shù)值，解之為3mol*L-1

考點(diǎn):反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的條件、轉(zhuǎn)化率的判斷、速率的計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算等。