Question

【題目】氨氣是一種重要的化工原料，在工農(nóng)業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用。

(1)NH3和CO2在120℃和催化劑的作用下可以合成尿素，反應(yīng)方程式如下：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。某實(shí)驗(yàn)小組向一個(gè)容積不變的真空密閉容器中充入與合成尿素。在恒定溫度下，混合氣體中的含量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示該條件下尿素為固體。A點(diǎn)的正反應(yīng)速率______ B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率填“大于”、“小于”或“等于”，的平衡轉(zhuǎn)化率為______。

(2)氨基甲酸銨是合成尿素過(guò)程中的中間產(chǎn)物。現(xiàn)將體積比為2：1的和混合氣體充入一個(gè)容積不變的真空密閉容器中，在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)并達(dá)到平衡：。實(shí)驗(yàn)測(cè)得在不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)如表：

溫度
平衡氣體總濃度

①上述反應(yīng)的焓變：______填“”、“”或“”，下同，熵變______根據(jù)表中數(shù)據(jù)，列出時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算式______不要求計(jì)算結(jié)果。

②若從已達(dá)平衡狀態(tài)的上述容器中分離出少量的氨基甲酸銨晶體，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將______填“增大”、“減小”或“不變”。

(3)向含的溶液中滴加bL氨水后溶液恰好呈中性，則滴加氨水的過(guò)程中水的電離平衡將______填“正向”、“不”或“逆向”移動(dòng)，所滴加氨水的濃度為______ 時(shí)，的電離平衡常數(shù)

Answer 1

【答案】 不變 逆向

【解析】

（1）圖象分析氨氣的體積分?jǐn)?shù)從50%變化為20%后體積分?jǐn)?shù)保持不變，說(shuō)明B點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A點(diǎn)氨氣體積百分含量大于B的氨氣體積百分含量，說(shuō)明反應(yīng)正向進(jìn)行達(dá)到平衡狀態(tài)，A點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于B點(diǎn)的正反應(yīng)速率；依據(jù)氨氣的體積分?jǐn)?shù)結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算平衡轉(zhuǎn)化率；

（2）①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)溫度越高，則平衡氣體的總濃度越大，所以升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

反應(yīng)物是氣體，產(chǎn)物是固體，該反應(yīng)是熵減小的過(guò)程；

根據(jù)平衡三段式計(jì)算各物質(zhì)的平衡濃度，再根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積進(jìn)行列式；

③固體量的變化，對(duì)平衡不產(chǎn)生影響；

（3）一水合氨對(duì)銨根離子水解起到抑制作用；

依據(jù)一水合氨的電離平衡常數(shù)計(jì)算得到氨水濃度。

(1)根據(jù)圖知，從A到B點(diǎn)過(guò)程中氨氣的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小，平衡正向移動(dòng)，則B點(diǎn)后氨氣體積分?jǐn)?shù)不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，氨氣體積分?jǐn)?shù)越大其反應(yīng)速率越快，氨氣體積分?jǐn)?shù)，則；

設(shè)氨氣消耗物質(zhì)的量x，開始氨氣體積分?jǐn)?shù)為，假設(shè)氨氣為50mol，二氧化碳為50mol，

可逆反應(yīng)

開始 50 500

消耗 x

平衡

氨氣的體積分?jǐn)?shù)；解得span>，

的平衡轉(zhuǎn)化率，

故答案為：；；

(2)①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)溫度越高，則平衡氣體的總濃度越大，所以升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故；反應(yīng)物是氣體，產(chǎn)物是固體，該反應(yīng)是熵減小的過(guò)程，即，，反應(yīng)，設(shè)二氧化碳濃度的變化量x，加入反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于其計(jì)量數(shù)之比，則反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，所以平衡時(shí)和的物質(zhì)的量濃度之比為2：1，設(shè)平衡時(shí)和的物質(zhì)的量濃度分別為、，則，即，，化學(xué)平衡常數(shù)，

故答案為：；；；

②固體不影響平衡移動(dòng)，氨基甲酸銨晶體是固體，其量的多少不影響平衡移動(dòng)，所以減少氨基甲酸銨晶體質(zhì)量對(duì)平衡不產(chǎn)生影響，故反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將不變，

故答案為：不變；

(3)滴加氨水過(guò)程中增大而抑制一水合氨電離，則水的電離平衡逆向移動(dòng)；

將溶于水，向該溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，則，根據(jù)電荷守恒得；設(shè)混合后溶液體積為1L，則，設(shè)原來(lái)氨水濃度為，則混合溶液中，,的電離平衡常數(shù)取，，

故答案為：逆向；。