Question

【題目】CO是合成尿素、甲酸的原料。

（1）在100 kPa和T K下，由穩(wěn)定單質生成1 mol化合物的焓變稱為該物質在T K時的標準摩爾生成焓，用符號ΔHθ表示。已知石墨和一氧化碳的燃燒熱分別為393.5 kJ·mol－1和283.0 kJ·mol－1，則CO（g）的ΔHθ＝_________。

（2）合成尿素的反應：2NH3（g）＋CO（g）CO(NH2)2（g）＋H2（g）　ΔH＝－81.0 kJ·mol－1；T℃時，在體積為2 L 的恒容密閉容器中，將2 mol的NH3和1 mol CO混合反應，5 min時，NH3的轉化率為80%。則0～5 min平均反應速率為v（CO）＝_________。

已知：

溫度/K	398	498	…
平衡常數(shù)（K）	126.5	K1	…

則：K1________（填“＞”或“＜”）126.5；其判斷理由是__________。

（3）若保持恒溫恒容條件，將物質的量之和為3 mol的NH3和CO以不同的氨碳比進行反應，結果如圖所示：

①若圖中c表示平衡體系中尿素的體積分數(shù)，則a表示________的轉化率。

②當 ＝________時，尿素含量最大；在該條件下，對于該反應既能增大反應速率又能使平衡正向移動的措施是_____（寫一種）。

Answer 1

【答案】-110.5kJ/mol 0.08mol/(Lmin) ＜ 合成尿素的反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆移，K減小 CO 2 按物質的量之比為2∶1再加入NH3和CO

【解析】

(1)依據(jù)燃燒熱的定義，寫出相應的熱化學方程式，再利用蓋斯定律計算；

(2)根據(jù)NH3的轉化率計算NH3的消耗速率，再根據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比計算CO的消耗速率；該反應為放熱反應，根據(jù)溫度對平衡的影響分析K的變化；

(3)①根據(jù)增大其中一種反應物的含量，可以提高另一種反應物的轉化率，結合曲線a的變化分析判斷；②曲線c表示平衡體系中尿素的體積分數(shù)，根據(jù)曲線c分析；在保持恒溫恒容條件下，從壓強和濃度角度考慮既能增大正反應速率又能使平衡正向移動的措施。

(1)石墨和一氧化碳的燃燒熱△H分別為-393.5kJ/mol和-283.0kJ/mol，燃燒熱的熱化學方程式分別為：①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJmol-1，②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJmol-1，根據(jù)蓋斯定律，將①-②得：C(s)+O2(g)═CO(g) △Hθ=-110.5 kJ/mol，CO(g)的△Hθ為-110.5 kJ/mol，故答案為：-110.5kJ/mol；

(2)5min時，NH3的轉化率為80%，則0-5min時，NH3的轉化量為△c==0.8mol/L，則NH3的消耗速率為v(NH3)==0.16mol/(Lmin)，根據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則CO的消耗速率為v(CO)=v(NH3)=0.08mol/(Lmin)；該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動。平衡常數(shù)減小，所以K1＜126.5，判斷理由是：合成尿素的反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆移，K減小，故答案為：0.08mol/(Lmin)；＜；合成尿素的反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆移，K減�。�

(3)①根據(jù)圖象，曲線a的值隨著的值增大而增大，增大其中一種反應物的含量，可以提高另一種反應物的轉化率，所以增大NH3的含量能增大CO的轉化率，相當于增大的值，所以曲線a表示CO的轉化率，故答案為：CO；

②曲線c表示平衡體系中尿素的體積分數(shù)，根據(jù)曲線c分析，當=2時，2NH3(g)＋CO(g)CO(NH2)2(g)＋H2(g)反應恰好按照化學計量數(shù)進行，尿素含量最大；該反應屬于氣體體積減小的放熱反應，在保持恒溫恒容條件下，增大壓強，即按物質的量之比為2∶1再加入NH3和CO，可以使正反應速率增大，又能使平衡正向移動，故答案為：2；按物質的量之比為2∶1再加入NH3和CO。