Question

制取尿素[CO(NH₂)₂]的反應：2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)
某溫度下體積為10L的密閉容器中，測得各物質的物質的量數據如下：

物質的量mol	0min	2 min	3 min	4 min
NH3	2.0	1.4	n1	n1
CO2	1.0	0.7	n2	n2
H2O	0	0.3	n3[	n3

 
（1）根據表中數據計算0～2min內NH₃的平均反應速率                   ，若起始時與平衡時的氣體總壓強之比為15/11，n₁＝              mol。
（2）該溫度下此反應的平衡常數表達式為                  
（3）下列各項能表示該反應達到平衡狀態是            。
A．消耗NH₃的物質的量與生成H₂O的物質的量之比為2∶1
B．c(NH₃)：c(CO₂)：c(H₂O)=2∶1∶1
C．氣體密度不再變化
D．容器壓強不再變化

Answer 1

（1）0.03mol/(L·min)（2分）；1.2（2分）（2）K＝（2分）（3）CD（2分）

解析試題分析：（1）根據表中數據可知，0～2min內NH₃的物質的量減少了2.0mol－1.4mol＝0.6mol，其濃度變化量＝0.6mol÷10L＝0.06mol/L，所以氨氣的平均反應速率＝0.06mol/L÷2min＝0.03mol/(L·min)。
2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)
起始量（mol）     2.0       1.0                       0
變化量（mol） （2.0－n₁） （1.0－0.5n₁）        （1.0－0.5n₁）
平衡量（mol）     n₁          0.5 n₁                        （1.0－0.5n₁）
則根據壓強之比是相應氣體的物質的量之比可知＝
解得n₁＝1.2
（2）化學平衡常數是在一定條件下，當可逆反應達到平衡狀態時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值，所以根據反應的方程式可知，該反應的平衡常數表達式K＝。
（3）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。A、反應速率之比等于相應的化學計量數之比，因此根據方程式可知，消耗NH₃的物質的量與生成H₂O的物質的量之比始終為2∶1，A不能說明反應達到平衡狀態；B、平衡時濃度不再發生變化，但物質的濃度之間不一定相等或滿足某種關系，因此c(NH₃)：c(CO₂)：c(H₂O)＝2∶1∶1不能說明反應達到平衡狀態；C、密度是混合氣的質量和容器容積的比值，在反應過程中容積始終是不變的，但質量是減少的，因此當氣體密度不再變化時可以說明反應達到平衡狀態；D、該反應是氣體體積減小的可逆反應，所以壓強也是減小的，因此容器壓強不再變化可以說明反應達到平衡狀態，答案選CD。
考點：考查反應速率的有關計算、平衡常數表達式、平衡狀態的判斷