Question

【題目】尿素[CO(NH2)2]是首個由無機物人工合成的有機物。

(1)工業(yè)上用CO2和NH3在一定條件下合成，其反應方程式__________。

(2)在一個2L的密閉容器內(nèi)，當起始投入量氨碳比=4，CO2的轉化率隨時間的變化關系如下圖所示。

① A點的逆反應速率v逆(CO2) __________________B點的正反應速率為v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”）

②假設氨的起始投入量為8mol，求從開始到達到平衡狀態(tài)這段時間內(nèi)v(NH3)=_________________。

③NH3的平衡轉化率為____________________。

④單純從制備的成本角度考慮，我們希望氨碳比盡可能__________(“大”、“小”)因為_________。

Answer 1

【答案】 2NH3+CO2═CO(NH2)2+H2O 小于 v(NH3)=0.2 mol/（L·min） NH3的平衡轉化率為30% 氨碳比盡可能小 因為可以提高價格較高的NH3的轉化率

【解析】（1）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根據(jù)元素守恒可知，同時還有H2O生成，化學方程式為：2NH3+CO2CO（NH2）2+H2O；
（2）①由CO2的轉化率隨時間變化圖可知在A點時反應還未達到平衡狀態(tài)，反應仍將繼續(xù)正向進行，故v逆（CO2）小于B點平衡時的化學反應速率；
②假設氨的起始投入量為8mol，則CO2的投入量為2mol，平衡時CO2的轉化率為60%，CO2的變化量為1.2mol，NH3的變化量為2.4mol，達到平衡狀態(tài)這段時間內(nèi)v(NH3)==0.2 mol/（L·min）；

③設CO2的初始物質的量為a，則NH3的初始物質的量為4a，由圖可知，CO2的轉化率為60%，故轉化的二氧化碳為a×60%=0.6a，根據(jù)方程式可知，轉化的NH3的物質的量為0.6a×2=1.2a，故平衡時氨氣的轉化率定為×100%=30%；

④增加一種反應物，可促進平衡正向移動，提高另一種反應物的轉化率，即氨碳比盡可能小，可以提高價格較高的NH3的轉化率。