Question

【題目】氨是最重要的化工產品之一。

（1）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關化學反應的能量變化如下圖所示。

反應①②③均為____________反應(填“吸熱”或“放熱”)。

（2）用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應為：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。為進一步提高CO2

的平衡轉化率，下列措施中能達到目的的是____________。

A．增大NH3的濃度 B．增大壓強 C．及時轉移生成的尿素 D．使用更高效的催化劑

（3）尿素在農業生產中起重要作用，其合成過程分兩步進行：

2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（l）△H=-117kJ·mol-1

NH2COONH4（l）（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=+15kJ·mol-1

①第一步反應在11.1Mpa、160℃的條件下反應較快，轉化率也較高，第二步反應在相同條件下反應速率較慢，轉化率也較低．因此，總反應的反應速率和轉化率主要取決于___________．（填“第一步”或“第二步”）

②對于第一步反應，不能判斷該反應一定達到化學平衡狀態的依據是__________（填字母）．

A．容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化

B．υ（NH3）正=2υ（CO2）逆

C．恒容容器中氣體的密度不隨時間變化而變化

D．容器中各物質總質量不隨時間變化而變化

③第一步反應生成了1mol氨基甲酸銨，再發生第二步反應時的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示：

在180℃的條件下，P2_________P3（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；化學平衡常數K1_________K2．

Answer 1

【答案】（1）放熱；（2）AB；（3）①第二步；②AD；③＞；＝。

【解析】

試題分析：（1）①②③的反應物的總能量大于生成物的總能量，說明反應是放熱反應，或者通過△H<0進行判斷；（2）提高CO2的轉化率，說明平衡向正反應方向進行，A、增大NH3的濃度，增大反應物的濃度，平衡向正反應方向進行，CO2總量不變，轉化量增大，CO2的轉化率增大，故正確；B、增大壓強，平衡向正反應方向移動，CO2的轉化率增大，故正確；C、尿素是液態物質，濃度視為常數，對化學平衡無影響，故錯誤；D、 使用催化劑，對化學平衡無影響，故錯誤；（3）①總反應速率好轉化率的主要取決于反應慢的，即第二步；②A、NH2COONH4是液體，NH3和CO2的平均分子量始終不變，因此不能判斷是否達到平衡，故正確；B、用不同種物質的化學反應速率，判斷達到平衡，要求化學反應方向一正一逆，且化學反應速率之比等于化學計量數之比，v(NH3)正，說明反應向正反應方向進行，v(CO2)逆說明反應向逆反應方向進行，且兩者速率之比等于化學計量數之比，能夠判斷達到平衡，故錯誤；C、NH2COONH4是液體，這是在恒壓下測定，NH3和CO2的質量減小與它們的物質的量增加的量比例相等，因此密度不變，不能作為達到平衡的標志，故正確；D、當各物質的質量不再改變，說明反應達到平衡，故錯誤；③壓強越大，化學反應速率越快，達到平衡的時間越短，即P2>P3，化學平衡常數只受溫度的影響，不隨壓強的變化而變化，因此K1=K2。