Question

氨氣是一種重要的化工產(chǎn)品，是生產(chǎn)銨鹽、尿素等的原料。工業(yè)合成氨的反應(yīng)如下:N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)  △H=一92. 4 KJ·mol^-1
（1）2NH₃(g) N₂(g) +3H₂(g)在恒容密閉容器中達(dá)到平衡的標(biāo)志有
①單位時(shí)間內(nèi)生成3n mol H₂:同時(shí)生成2n mol NH₃②用NH₃、N₂、H₂表示反應(yīng)速率比為2∶1∶3 ③混合氣體的密度不再改變 ④混合氣體壓強(qiáng)不再改變 ⑤混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變

A．①③④

B．①②④⑤

C．①④⑤

D．②③④

（2）工業(yè)上常用CO₂和NH₃通過如下反應(yīng)合成尿素[CO(NH₂)₂]。

t℃時(shí)，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10 molCO:和0. 40 molNH₃ ,70 min開始達(dá)到平衡。反應(yīng)中CO₂ ( g)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下表所示:

時(shí)間／min	0	30	70	80	100
n(CO2) ／mol	0.10	0.060	0.040	0.040	0.040

 
①20 min時(shí)，υ_正(CO₂ )_　　　　　80 min時(shí)。υ_逆(H₂O)(填“>”、“=”或“<”)。
②在100 min時(shí)，保持其它條件不變，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，重新建立平衡后CO₂的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比將_    (填“增大”、“不變”或“減小”)。
③上述可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為_      (保留二位小數(shù))。
④根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖甲中繪制出在t℃下NH₃的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖像;保持其它條件不變;則(t+10)℃下正確的圖像可能是         (填圖甲中的“A”或“B”)。

⑤圖乙所示裝置(陰、陽極均為惰性電極)可用于電解尿素〔CO(NH2)2〕的堿性溶液制取氫氣。該裝置中陽極的電極反應(yīng)式為                ，若兩極共收集到氣體22. 4L(標(biāo)
況)，則消耗的尿素為            g(忽略氣體的溶解)。

Answer 1

21.（1）C; （2）①>;②增大；③76.53④B⑤CO(NH₂)₂ -6e^- + 8OH^- = CO₃^2- + N₂ +6H₂O

試題分析： （1） ①單位時(shí)間內(nèi)生成3n mol H₂:同時(shí)生成2n mol NH₃,相當(dāng)于同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等，正確；②用NH₃、N₂、H₂表示反應(yīng)速率比為  2∶1∶3 ，無論是平衡還是沒有平衡這個(gè)關(guān)系均成立，錯(cuò)誤；③混合氣體的密度不再改變，由于在整個(gè)恒容容器中，氣體質(zhì)量不變，所以密度一直不變，不能做為平衡判斷依據(jù)，錯(cuò)誤； ④氣體總物質(zhì)的量反應(yīng)前后發(fā)生改變，混合氣體壓強(qiáng)不再改變時(shí)可以做為判斷依據(jù)，正確； ⑤混合氣體平均相對分子質(zhì)量等于總質(zhì)量除以總物質(zhì)的量，質(zhì)量不變但總物質(zhì)的量發(fā)生改變，當(dāng)不再改變時(shí)說明達(dá)到平衡，正確；（2）①由于沒有達(dá)到平衡，平衡正向正反應(yīng)方向時(shí)進(jìn)行，所以20 min時(shí)υ_正(CO₂ )應(yīng)該大于80 min時(shí)。②在100 min時(shí)，保持其它條件不變，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，相當(dāng)于開始加入了反應(yīng)物量是0. 150 mo1CO₂和0. 60 molNH₃，由于是恒容容器，相當(dāng)于增加了壓強(qiáng)平衡右移，重新建立平衡后CO₂的轉(zhuǎn)化率與原平衡相比將增大。③根據(jù)三態(tài)法可以計(jì)算為：

開始：0.1  0.4                0         0
轉(zhuǎn)化：0.06 0.12               0.06     0.06
平衡：0.04  0.28              0.06     0.06
上述可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=0.03*0.03/0.14²*0.02=76.53。④由t℃到(t+10)℃升高了溫度平衡逆向移動，氨氣的轉(zhuǎn)化率降低，故選正確的圖像可能是B。⑤在電解池中陽極反應(yīng)應(yīng)該是失電子的，應(yīng)該生成氮?dú)�，故電極反應(yīng)為CO(NH₂)₂ -6e^- + 8OH^- = CO₃^2- + N₂ +6H₂O，陰極有氫氣生成，根據(jù)電子守恒，當(dāng)陽極生成1mol氮?dú)鈺r(shí)陰極應(yīng)該有3mol氫氣生成，當(dāng)共有1mol氣體生成時(shí)，可求出有氮?dú)?.25mol,生成尿素0.25mol,求得質(zhì)量15g。