Question

【題目】工業上合成尿素的反應：2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H（I）
（1）已知合成尿素的反應分兩步進行：2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）△H1
NH2COONH4（s）CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H2
其能量變化曲線如圖1所示，則△H、△H1和△H2由大到小的順序為 ．

（2）在一個真空恒容密閉容器中充入CO2和NH3發生反應（I）合成尿素，恒定溫度下混合氣體中NH3的體積分數如圖2所示．A點的正反應速率v正（CO2）B點的逆反應速率v逆（CO2）（填“＞”、“＜”或“=”）；CO2的平衡轉化率為 ．
（3）將一定量的氨基甲酸銨固體置于恒容真空容器中，發生反應：H2NCOONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）．在不同溫度（T1和T2）下，該反應達平衡狀態時部分數據見下表．

溫度	平衡濃度/（molL﹣1）
	c（NH3）	c（CO2）
T1	0.1
T2		0.1

①T1T2 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②下列能說明該分解反應達到平衡狀態的是（填代號）．
a．v生成（NH3）=2v消耗（CO2）
b．密閉容器內物質的總質量不變
c．密閉容器中混合氣體的密度不變
d．密閉容器中氨氣的體積分數不變
（4）氨基甲酸銨極易水解成碳酸銨，酸性條件下水解更徹底．25℃時，向1L 0.1molL﹣1的鹽酸中逐漸加入氨基甲酸銨粉末至溶液呈中性（忽略溶液體積變化），共用去0.052mol氨基甲酸銨，此時溶液中幾乎不含碳元素．此時溶液中c（NH4+）=；NH4+水解平衡常數值為 ．

Answer 1

【答案】
（1）△H2＞△H＞△H1
（2）＞；75%
（3）＜；ac
（4）0.1mol/L；4×10﹣9
【解析】解：（1）根據能量圖可以分析，2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（I）+H2O（I）為放熱反應，所以△H＜0，2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）為放熱反應，所以△H1＜0，并且△H1＜△H＜0，NH2COONH4（s）CO（NH2）2（I）+H2O（I）為吸熱反應，所以△H2＞0，所以△H2＞△H＞△H1；所以答案是：△H2＞△H＞△H1；（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）；設氨氣消耗物質的量x，開始氨氣體積分數為50%，假設氨氣為50mol，二氧化碳為50mol，
CO2+2NH3（NH2）2CO+H2O
起始量（mol）50 500 0
變化量（mol） 0.5xx 0.5x 0.5x
平衡量（mol）50﹣0.5x 50﹣x 0.5x0.5x
氨氣的體積分數= =20%；解得x=37.5mol，
氨氣的平衡轉化率= ×100%=75%，
所以答案是：＞；75%；（2）①根據（1）的分析，2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）為放熱反應，所以，△H1＜0，所以H2NCOONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）為吸熱反應，溫度越高平衡產物越多，又T1平衡時c（NH3）為0.1mol/L，則二氧化碳濃度為0.05mol/L，又T2平衡時二氧化碳濃度為0.1mol/L，所以T1＜T2；所以答案是：＜；
②a．根據反應速率之比等于系數之比，則v生成（NH3）=2v生成（CO2）=2v消耗（CO2），所以正逆反應速率相等，能判斷平衡，故a正確；
b．根據質量守恒，密閉容器內物質的總質量一直不變，所以不能判斷平衡，故b錯誤；
c．因為該反應正反應為氣體質量增加的反應，又體積不變，所以密閉容器中混合氣體的密度一直在變，則當密度不變時，能判斷平衡，故c正確；
d．因為反應物為固體，所以生成物氨氣和二氧化碳一直為2：1，則密閉容器中氨氣的體積分數一直不變，所以不能判斷平衡，故d錯誤；
故選：ac；（4）因為氨基甲酸銨極易水解成碳酸銨，即反應式為NH2COONH4（s）+H2O（NH4）2CO3 ， 加入1L0.1mol/L的鹽酸溶液中直到溶液pH=7并且溶液中幾乎不含碳元素，所以溶液中只有H+、NH4+、OH﹣、Cl﹣ ， 根據電荷守恒c（NH4+）=c（Cl﹣）=0.1mol/L，又用去0.052mol氨基甲酸銨，所以開始溶液中的銨根離子濃度為0.052mol/L×2=0.104mol/L，
NH4++H2ONH3H2O+H+；
開始 0.104mol/L 0
轉化 0.004mol/L 0.004mol/L
平衡 0.1mol/L 0.004mol/L
又溶液為pH=7，所以氫離子濃度為10﹣7mol/L，則NH4+水解平衡常數K= = =4×10﹣9 ， 所以答案是：0.1mol/L；4×10﹣9 ．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態的判斷的相關知識，掌握狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．