Question

【題目】氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。

（1）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的能量變化如下圖所示。

反應(yīng)①②③均為____________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。

（2）用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。為進一步提高CO2

的平衡轉(zhuǎn)化率，下列措施中能達到目的的是____________。

A．增大NH3的濃度 B．增大壓強 C．及時轉(zhuǎn)移生成的尿素 D．使用更高效的催化劑

（3）尿素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起重要作用，其合成過程分兩步進行：

2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（l）△H=-117kJ·mol-1

NH2COONH4（l）（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=+15kJ·mol-1

①第一步反應(yīng)在11.1Mpa、160℃的條件下反應(yīng)較快，轉(zhuǎn)化率也較高，第二步反應(yīng)在相同條件下反應(yīng)速率較慢，轉(zhuǎn)化率也較低．因此，總反應(yīng)的反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率主要取決于___________．（填“第一步”或“第二步”）

②對于第一步反應(yīng)，不能判斷該反應(yīng)一定達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是__________（填字母）．

A．容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化

B．υ（NH3）正=2υ（CO2）逆

C．恒容容器中氣體的密度不隨時間變化而變化

D．容器中各物質(zhì)總質(zhì)量不隨時間變化而變化

③第一步反應(yīng)生成了1mol氨基甲酸銨，再發(fā)生第二步反應(yīng)時的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示：

在180℃的條件下，P2_________P3（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；化學(xué)平衡常數(shù)K1_________K2．

Answer 1

【答案】（1）放熱；（2）AB；（3）①第二步；②AD；③＞；＝。

【解析】

試題分析：（1）①②③的反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)，或者通過△H<0進行判斷；（2）提高CO2的轉(zhuǎn)化率，說明平衡向正反應(yīng)方向進行，A、增大NH3的濃度，增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向進行，CO2總量不變，轉(zhuǎn)化量增大，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；B、增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；C、尿素是液態(tài)物質(zhì)，濃度視為常數(shù)，對化學(xué)平衡無影響，故錯誤；D、 使用催化劑，對化學(xué)平衡無影響，故錯誤；（3）①總反應(yīng)速率好轉(zhuǎn)化率的主要取決于反應(yīng)慢的，即第二步；②A、NH2COONH4是液體，NH3和CO2的平均分子量始終不變，因此不能判斷是否達到平衡，故正確；B、用不同種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，判斷達到平衡，要求化學(xué)反應(yīng)方向一正一逆，且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，v(NH3)正，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，v(CO2)逆說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行，且兩者速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，能夠判斷達到平衡，故錯誤；C、NH2COONH4是液體，這是在恒壓下測定，NH3和CO2的質(zhì)量減小與它們的物質(zhì)的量增加的量比例相等，因此密度不變，不能作為達到平衡的標(biāo)志，故正確；D、當(dāng)各物質(zhì)的質(zhì)量不再改變，說明反應(yīng)達到平衡，故錯誤；③壓強越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，達到平衡的時間越短，即P2>P3，化學(xué)平衡常數(shù)只受溫度的影響，不隨壓強的變化而變化，因此K1=K2。