Question

尿素[CO（NH₂）₂]是首個由無機物人工合成的有機物。工業上合成尿素的反應如下：
2NH₃(g)＋CO₂(g)  CO(NH₂)₂(l) ＋ H₂O (l) ΔH < 0 。回答下列問題：
已知工業上合成尿素分兩步進行，相關反應如下：
反應Ⅰ：2NH₃(g)＋CO₂(g)  NH₂COONH₄(s)   ΔH₁< 0
反應Ⅱ：NH₂COONH₄(s)  CO(NH₂)₂(l)＋ H₂O (l)  ΔH ₂> 0
（1）下列示意圖中[a表示2NH₃（g）+CO₂（g），b表示NH₃COONH₄（s），c表示CO（NH₂）₂（l）+H₂O（l）]，能正確表示尿素合成過程中能量變化曲線是（填序號）     。

（2）某實驗小組模擬工業上合成尿素的條件，在恒定溫度下，將氨氣和二氧化碳按2：1的物質的量之比充入一體積為10L的密閉容器中（假設容器體積不變，生成物的體積忽略不計），經20min達到平衡，各物質濃度的變化曲線如下圖所示。
（2）①從圖中得知?c(CO₂)=0.2mol/L,則v(CO₂)= ?c(CO₂)/t= 0.01mol·L^-1·min^-1。
①在上述條件下，從反應開始至20min時，二氧化碳的平均反應速率為       。
②為提高尿素的產率，下列可以采取的措施有           。

A．縮小反應容器的容積

B．升高溫度

C．平衡體系中及時分離出CO（NH2）2

D．使用合適的催化劑

③該反應的平衡常數表達式K=     ；若升高體系的溫度，容器中NH₃的體積分數將
    （填“增加”、“減小”或“不變”）。
④若保持平衡的溫度和體積不變，25min時再向容器中充入2mol氨氣和1mol二氧化碳，在40min時重新達到平衡，請在上圖中畫出25~50min內氨氣的濃度變化曲線。

Answer 1

（12分）
（1）C
（2）①0.01mol·L^-1·min^-1        ②A
③      不變
④

試題分析：（1）反應Ⅰ是放熱反應，能量：a>b，總反應是房熱反應，能量：a>c，符合的是C圖像。
②A項：縮小體積，平衡正向移動，故正確；B項：反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，故錯誤。C項：平衡體系中及時分離出CO（NH₂）₂，改變液體的量平衡不移動，故錯；D項：平衡不移動，故錯。故選A。③平衡常數等于生成物氣體的濃度冪之積除去反應物氣體的濃度冪之積。
點評：本題考查了化學平衡知識，包括化學平衡的建立和特征等，題目難度較大，分析清楚反應的原理是解題的關鍵。