Question

4．已知合成尿素的反應為2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）．將體積比為14：13的NH₃與CO₂的混合氣體置于密閉容器中，若反應達到平衡后增大壓強，混合氣體的平均相對分子質量（　　）

• A． 變小
• B． 不變
• C． 增大
• D． 可能增大、減小，也可能不變

Answer 1

分析 增大壓強，上述平衡將向正反應方向移動，結果混合氣體的總質量減小，混合氣體的總物質的量也減小，混合氣體的物質的量每減少2mol，就有1molCO（NH₂）₂生成，氣體的總質量就減少60g，設原平衡時混合氣體總質量為mg，總物質的量為n mol，增大壓強平衡移動后氣體物質的量減小2xmol，則新平衡時平均相對分子質量為$\frac{m-60x}{n-2x}$，原平衡時相對分子質量為$\frac{m}{n}$，若$\frac{m-60x}{n-2x}$=$\frac{m}{n}$，可得$\frac{m}{n}$=30，因此，若原平衡混合氣體的$\overline{Mr}$＞30，平衡正向移動后$\overline{Mr}$增大；若原平衡混合氣體的$\overline{Mr}$=30，平衡正向移動后$\overline{Mr}$不變；若原平衡混合氣體的$\overline{Mr}$＜30，平衡正向移動后$\overline{Mr}$減小，計算原混合氣體的平均相對分子質量判斷．

解答 解：增大壓強，上述平衡將向正反應方向移動，結果混合氣體的總質量減小，混合氣體的總物質的量也減小，混合氣體的物質的量每減少2mol，就有1molCO（NH₂）₂生成，氣體的總質量就減少60g，設原平衡時混合氣體總質量為mg，總物質的量為n mol，增大壓強平衡移動后氣體物質的量減小2xmol，則新平衡時平均相對分子質量為$\frac{m-60x}{n-2x}$，原平衡時相對分子質量為$\frac{m}{n}$，若$\frac{m-60x}{n-2x}$=$\frac{m}{n}$，可得$\frac{m}{n}$=30，因此，若原平衡混合氣體的$\overline{Mr}$＞30，平衡正向移動后$\overline{Mr}$增大；若原平衡混合氣體的$\overline{Mr}$=30，平衡正向移動后$\overline{Mr}$不變；若原平衡混合氣體的$\overline{Mr}$＜30，平衡正向移動后$\overline{Mr}$減小，
開始時原混合氣體的平均相對分子質量為$\frac{14×17+13×44}{14+13}$=30，因此增大壓強，平衡正向移動后氣體的平均相對分子質量不變，始終為30，
故選：B．

點評 本題考查化學平衡計算，題目粗看平均相對分子質量如何變化似乎無法判斷，關鍵仔細分析氣體物質的量減小與質量減小關系，再結合相對分子質量表達式利用作差解答，難度較大．