Question

氨氣是一種重要的化工產品，是生產銨鹽、尿素等的原料。工業合成氨的反應如下:N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)   △H=一92. 4 KJ·mol^-1

（1）2NH₃(g) N₂(g) +3H₂(g)在恒容密閉容器中達到平衡的標志有

①單位時間內生成3n mol H₂:同時生成2n mol NH₃②用NH₃、N₂、H₂表示反應速率比為2∶1∶3 ③混合氣體的密度不再改變 ④混合氣體壓強不再改變 ⑤混合氣體平均相對分子質量不再改變

A.①③④     B.①②④⑤    C.①④⑤     D.②③④

（2）工業上常用CO₂和NH₃通過如下反應合成尿素[CO(NH₂)₂]。

t℃時，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10 molCO:和0. 40 molNH₃ ,70 min開始達到平衡。反應中CO₂ ( g)的物質的量隨時間變化如下表所示:

時間／min	0	30	70	80	100
n(CO2) ／mol	0.10	0.060	0.040	0.040	0.040

 

①20 min時，υ_正(CO₂ )_　　　　　80 min時。υ_逆(H₂O)(填“>”、“=”或“<”)。

②在100 min時，保持其它條件不變，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，重新建立平衡后CO₂的轉化率與原平衡相比將_     (填“增大”、“不變”或“減小”)。

③上述可逆反應的平衡常數為_       (保留二位小數)。

④根據表中數據在圖甲中繪制出在t℃下NH₃的轉化率隨時間變化的圖像;保持其它條件不變;則(t+10)℃下正確的圖像可能是          (填圖甲中的“A”或“B”)。

⑤圖乙所示裝置(陰、陽極均為惰性電極)可用于電解尿素〔CO(NH2)2〕的堿性溶液制取氫氣。該裝置中陽極的電極反應式為                 ，若兩極共收集到氣體22. 4L(標

況)，則消耗的尿素為             g(忽略氣體的溶解)。

 

Answer 1

【答案】

21.（1）C; （2）①>;②增大；③76.53④B⑤CO(NH₂)₂ -6e^- + 8OH^- = CO₃^2- + N₂ +6H₂O

【解析】

試題分析： （1）  ①單位時間內生成3n mol H₂:同時生成2n mol NH₃,相當于同一物質的正逆反應速率相等，正確；②用NH₃、N₂、H₂表示反應速率比為  2∶1∶3 ，無論是平衡還是沒有平衡這個關系均成立，錯誤；③混合氣體的密度不再改變，由于在整個恒容容器中，氣體質量不變，所以密度一直不變，不能做為平衡判斷依據，錯誤； ④氣體總物質的量反應前后發生改變，混合氣體壓強不再改變時可以做為判斷依據，正確； ⑤混合氣體平均相對分子質量等于總質量除以總物質的量，質量不變但總物質的量發生改變，當不再改變時說明達到平衡，正確；（2）①由于沒有達到平衡，平衡正向正反應方向時進行，所以20 min時υ_正(CO₂ )應該大于80 min時。②在100 min時，保持其它條件不變，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，相當于開始加入了反應物量是0. 150 mo1CO₂和0. 60 molNH₃，由于是恒容容器，相當于增加了壓強平衡右移，重新建立平衡后CO₂的轉化率與原平衡相比將增大。③根據三態法可以計算為：

開始：0.1  0.4                0         0

轉化：0.06 0.12               0.06     0.06

平衡：0.04  0.28              0.06     0.06

上述可逆反應的平衡常數為K=0.03*0.03/0.14²*0.02=76.53。④由t℃到(t+10)℃升高了溫度平衡逆向移動，氨氣的轉化率降低，故選正確的圖像可能是B。⑤在電解池中陽極反應應該是失電子的，應該生成氮氣，故電極反應為CO(NH₂)₂ -6e^- + 8OH^- = CO₃^2- + N₂ +6H₂O，陰極有氫氣生成，根據電子守恒，當陽極生成1mol氮氣時陰極應該有3mol氫氣生成，當共有1mol氣體生成時，可求出有氮氣0.25mol,生成尿素0.25mol,求得質量15g。

考點：本題考查了化學平衡狀態的判斷，題目難度不大，本題注意把握化學平衡狀態判斷的角度，特別是正逆反應速率的關系，為易錯點。