Question

【題目】尿素是一種重要的氮肥，它的合成主要發(fā)生以下2步反應(yīng)：

反應(yīng)1：2NH3(g)+CO2(g) NH4COONH2(1) △H1=a kJ·mol-1

反應(yīng)2：NH4COONH2(1)=====NH2CONH2(1)+H2O(1) △H2=b kJ·mol-1

回答下列問(wèn)題：

(1)寫出合成尿素的熱化學(xué)方程式：_____________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。寫出一種可以提高NH3平衡轉(zhuǎn)化率的措施：_______________________________。

(2)95℃時(shí)，在2L恒容密閉容器中加入3mol氨氣和1molCO2使之充分反應(yīng)合成尿素，達(dá)到平衡時(shí)，CO2的轉(zhuǎn)化率為60％，則此溫度下合成尿素的平衡常數(shù)是________________(保留2位小數(shù))。

(3)下表為反應(yīng)1和反應(yīng)2在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)所測(cè)得的平衡常數(shù)(K)的數(shù)據(jù)。

①?gòu)纳媳頂?shù)據(jù)可推出b_____(填“>”或“<”)0，理由是______________________。

②升高溫度，反應(yīng)1的反應(yīng)速率將_________(填“增大”或“減小”)。

③下圖是合成尿素時(shí)溫度對(duì)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的影響曲線。從圖中可知A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系是_________________(用KA、KB、KC表示)。

Answer 1

【答案】2NH3(g)＋CO2(g)H2NCONH2(l)＋H2O(l) △H=(a＋b)kJ·mol－1 增大CO2的通入量或適當(dāng)增大體系壓強(qiáng) 6.17 > 升高溫度，平衡常數(shù)變大，平衡正向移動(dòng)，說(shuō)明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 增大 KA>KB>KC

【解析】

（1）反應(yīng)1＋反應(yīng)2得出2NH3(g)＋CO2(g)H2NCONH2(l)＋H2O(l) △H=△H1＋△H2=(a＋b)kJ·mol－1；要提高NH3的平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，可能的措施不：增大CO2的通入量或適當(dāng)增大體系壓強(qiáng)等；

（2）2NH3(g)＋CO2(g)H2NCONH2(l)＋H2O(l)

起始： 3 1

變化： 1.2 0.6

平衡： 1.8 0.4 達(dá)到平衡時(shí)，c(CO2)=0.2mol·L－1，c(NH3)=0.9mol·L－1，根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式K=1/[c2(NH3)·c(CO2)]≈6.17；

（3）①根據(jù)反應(yīng)2，升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說(shuō)明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，根據(jù)勒夏特里原理，△H>0，即b>0；

②升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大；

③B點(diǎn)以后，升高溫度，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，該反應(yīng)中升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)降低，即KA>KB>KC；