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(zhì)生成1 mol化合物的焓變稱為該物質(zhì)在T K時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓，用符號(hào)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(yīng)：2NH3（g）＋CO（g）CO(NH2)2（g）＋H2（g）　ΔH＝－81.0 kJ·mol－1；T℃時(shí)，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(yīng)，5 min時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率為80%。則0～5 min平均反應(yīng)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(zhì)的量之和為3 mol的NH3和CO以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng)，結(jié)果如圖所示：

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

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

Answer 1

【答案】-110.5kJ/mol 0.08mol/(Lmin) ＜ 合成尿素的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆移，K減小 CO 2 按物質(zhì)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(yīng)的熱化學(xué)方程式，再利用蓋斯定律計(jì)算；

(2)根據(jù)NH3的轉(zhuǎn)化率計(jì)算NH3的消耗速率，再根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算CO的消耗速率；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(yīng)物的含量，可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，結(jié)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?jǐn)?shù)，根據(jù)曲線c分析；在保持恒溫恒容條件下，從壓強(qiáng)和濃度角度考慮既能增大正反應(yīng)速率又能使平衡正向移動(dòng)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(xué)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(shí)，NH3的轉(zhuǎn)化率為80%，則0-5min時(shí)，NH3的轉(zhuǎn)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(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則CO的消耗速率為v(CO)=v(NH3)=0.08mol/(Lmin)；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)。平衡常數(shù)減小，所以K1＜126.5，判斷理由是：合成尿素的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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(yīng)為放熱反應(yīng)，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(yīng)物的含量，可以提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，所以增大NH3的含量能增大CO的轉(zhuǎn)化率，相當(dāng)于增大的值，所以曲線a表示CO的轉(zhuǎn)化率，故答案為：CO；

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