Question

【題目】工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)：2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H（I）
（1）已知合成尿素的反應(yīng)分兩步進(jìn)行：2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）△H1
NH2COONH4（s）CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H2
其能量變化曲線如圖1所示，則△H、△H1和△H2由大到小的順序?yàn)?/span> ．

（2）在一個(gè)真空恒容密閉容器中充入CO2和NH3發(fā)生反應(yīng)（I）合成尿素，恒定溫度下混合氣體中NH3的體積分?jǐn)?shù)如圖2所示．A點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正（CO2）B點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆（CO2）（填“＞”、“＜”或“=”）；CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 ．
（3）將一定量的氨基甲酸銨固體置于恒容真空容器中，發(fā)生反應(yīng)：H2NCOONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）．在不同溫度（T1和T2）下，該反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表．

溫度	平衡濃度/（molL﹣1）
	c（NH3）	c（CO2）
T1	0.1
T2		0.1

①T1T2 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②下列能說明該分解反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（填代號(hào)）．
a．v生成（NH3）=2v消耗（CO2）
b．密閉容器內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量不變
c．密閉容器中混合氣體的密度不變
d．密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
（4）氨基甲酸銨極易水解成碳酸銨，酸性條件下水解更徹底．25℃時(shí)，向1L 0.1molL﹣1的鹽酸中逐漸加入氨基甲酸銨粉末至溶液呈中性（忽略溶液體積變化），共用去0.052mol氨基甲酸銨，此時(shí)溶液中幾乎不含碳元素．此時(shí)溶液中c（NH4+）=；NH4+水解平衡常數(shù)值為 ．

Answer 1

【答案】
（1）△H2＞△H＞△H1
（2）＞；75%
（3）＜；ac
（4）0.1mol/L；4×10﹣9
【解析】解：（1）根據(jù)能量圖可以分析，2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（I）+H2O（I）為放熱反應(yīng)，所以△H＜0，2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）為放熱反應(yīng)，所以△H1＜0，并且△H1＜△H＜0，NH2COONH4（s）CO（NH2）2（I）+H2O（I）為吸熱反應(yīng)，所以△H2＞0，所以△H2＞△H＞△H1；所以答案是：△H2＞△H＞△H1；（2）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，故v正（CO2）＞v逆（CO2）；設(shè)氨氣消耗物質(zhì)的量x，開始氨氣體積分?jǐn)?shù)為50%，假設(shè)氨氣為50mol，二氧化碳為50mol，
CO2+2NH3（NH2）2CO+H2O
起始量（mol）50 500 0
變化量（mol） 0.5xx 0.5x 0.5x
平衡量（mol）50﹣0.5x 50﹣x 0.5x0.5x
氨氣的體積分?jǐn)?shù)= =20%；解得x=37.5mol，
氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率= ×100%=75%，
所以答案是：＞；75%；（2）①根據(jù)（1）的分析，2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）為放熱反應(yīng)，所以，△H1＜0，所以H2NCOONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）為吸熱反應(yīng)，溫度越高平衡產(chǎn)物越多，又T1平衡時(shí)c（NH3）為0.1mol/L，則二氧化碳濃度為0.05mol/L，又T2平衡時(shí)二氧化碳濃度為0.1mol/L，所以T1＜T2；所以答案是：＜；
②a．根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比，則v生成（NH3）=2v生成（CO2）=2v消耗（CO2），所以正逆反應(yīng)速率相等，能判斷平衡，故a正確；
b．根據(jù)質(zhì)量守恒，密閉容器內(nèi)物質(zhì)的總質(zhì)量一直不變，所以不能判斷平衡，故b錯(cuò)誤；
c．因?yàn)樵摲磻?yīng)正反應(yīng)為氣體質(zhì)量增加的反應(yīng)，又體積不變，所以密閉容器中混合氣體的密度一直在變，則當(dāng)密度不變時(shí)，能判斷平衡，故c正確；
d．因?yàn)榉磻?yīng)物為固體，所以生成物氨氣和二氧化碳一直為2：1，則密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)一直不變，所以不能判斷平衡，故d錯(cuò)誤；
故選：ac；（4）因?yàn)榘被�甲酸銨極易水解成碳酸銨，即反應(yīng)式為NH2COONH4（s）+H2O（NH4）2CO3 ， 加入1L0.1mol/L的鹽酸溶液中直到溶液pH=7并且溶液中幾乎不含碳元素，所以溶液中只有H+、NH4+、OH﹣、Cl﹣ ， 根據(jù)電荷守恒c（NH4+）=c（Cl﹣）=0.1mol/L，又用去0.052mol氨基甲酸銨，所以開始溶液中的銨根離子濃度為0.052mol/L×2=0.104mol/L，
NH4++H2ONH3H2O+H+；
開始 0.104mol/L 0
轉(zhuǎn)化 0.004mol/L 0.004mol/L
平衡 0.1mol/L 0.004mol/L
又溶液為pH=7，所以氫離子濃度為10﹣7mol/L，則NH4+水解平衡常數(shù)K= = =4×10﹣9 ， 所以答案是：0.1mol/L；4×10﹣9 ．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷的相關(guān)知識(shí)，掌握狀態(tài)判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強(qiáng)恒定⑤體系顏色不變⑥單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．