Question

【題目】尿素[CO(NH2)2]是一種高效化肥，也是一種化工原料。

（1）恒溫恒容下，在某密閉容器中充入CO(NH2)2和H2O，在120℃、催化劑作用下發生反應：CO(NH2)2 (s) + H2O(g)2 NH3(g)+CO2(g) △H >0。該反應的化學平衡常數的表達式K= 。

關于該反應的下列說法正確的是

A．混合氣體的平均相對分子質量不再改變，可以作為化學平衡到達的標志

B．在平衡體系中增加水的用量可使該反應的平衡常數增大

C．降低溫度使CO(NH2)2的轉化率增大

D．達到平衡后，再充入少量H2O，重新達到平衡，H2O的轉化率會減小

（2）一定條件下，某密閉容器中充入等物質的量的NH3和CO2，發生反應：CO2(g) +2NH3(g)CO (NH2)2 (s) +H2O(g)，混合氣體中NH3的體積分數[φ(NH3)]隨時間變化關系如圖所示。

則a點的正反應速率V正(CO2)_________ b點的逆反應速率V逆(CO2)(填“>”、“=”或“<”)；氨氣的平衡轉化率是___________ 。

Answer 1

【答案】（1） (2分) ad(2分)

（2）>(2分) 75% (2分)

【解析】

試題分析：（1）反應CO(NH2)2 (s) + H2O(g)2 NH3(g)+CO2(g) 化學平衡常數的表達式K=；a．反應體系中有固體，反應只有達到平衡時氣體的總質量才保持不變，混合氣體的平均相對分子質量不再改變，故a正確；b．平衡常數只與溫度有關，故b錯誤；c．降低溫度，平衡逆向移動，CO(NH2)2的轉化率降低，故c錯誤；d．達到平衡后，再充入少量H2O，平衡正向移動，H2O的轉化率會減小，故d正確，答案為ad；

（2）氨氣的體積分數從50%變化為20%后體積分數保持不變，說明B點反應達到平衡狀態，A點氨氣體積百分含量大于B的氨氣體積百分含量，說明反應正向進行達到平衡狀態，A點的正反應速率大于B點的正反應速率，故v正(CO2)＞v逆(CO2)；

設氨氣為50mol，二氧化碳為50mol，氨氣消耗的物質的量x，開始氨氣體積分數為50%，則

2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)

起始量(mol) 50 50 0 0

變化量(mol) x 0.5x 0.5x 0.5x

平衡量(mol) 50-x 50-0.5x 0.5x 0.5x

平衡時氨氣的體積分數為20%，故=20%；解得x=37.5mol，

故氨氣的平衡轉化率==75%。