Question

【題目】1905年德國化學(xué)家哈伯發(fā)明了合成氨的方法，他因此獲得了1918年度諾貝爾化學(xué)獎．氨的合成不僅解決了地球上因糧食不足而導(dǎo)致的饑餓與死亡問題，在國防、能源、輕工業(yè)方面也有廣泛用途．
Ⅰ．以氨為原料，合成尿素的反應(yīng)原理為：
2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H=a kJ/mol．
為研究平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)物投料比（ ）及溫度的關(guān)系，研究小組在10L恒容密閉容器中進(jìn)行模擬反應(yīng)，并繪出如圖（Ⅰ、Ⅱ曲線分別表示在不同投料比時，CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度之間的關(guān)系）．

（1）a0 （填“＞”或“＜”），判斷依據(jù)是 ．
（2）①投料比：Ⅱ（填“＞”或“＜”）．
②若n（CO2）起始=10mol，曲線Ⅱ的投料比為0.4，在100℃條件下發(fā)生反應(yīng)，達(dá)平衡至A點(diǎn)，則A點(diǎn)與起始壓強(qiáng)比為 ．
③A點(diǎn)平衡常數(shù)與B點(diǎn)平衡常數(shù)間的關(guān)系：KAKB（填“＞”或“＜”或“=”）．B點(diǎn)正反應(yīng)速率與C點(diǎn)正反應(yīng)速率間的關(guān)系為：v（B）v（C）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）若按曲線Ⅰ的投料比投料，在上述實(shí)驗(yàn)中壓縮容器體積至5L，在圖中畫出反應(yīng)達(dá)平衡時的二氧化碳的轉(zhuǎn)化率與溫度之間的關(guān)系曲線．
（4）為提高CO2轉(zhuǎn)化率可以采取的措施是 ．
a．使用催化劑 b．及時從體系中分離出部分CO（NH2）2c．將體系中的水蒸氣液化分離
氨氣可用于工業(yè)上生產(chǎn)硝酸，其尾氣中的NO2可用氨水吸收生成硝酸銨，25℃時，將10molNH4NO3溶于水，溶液顯酸性，向該溶液中滴加1L某濃度的氨水，溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將（填“正向”、“逆向”或“不”） 移動，此中性溶液中NH3H2O的物質(zhì)的量為mol．（25℃時，NH3H2O的電離平衡常數(shù)Kb=2×10﹣5）

Answer 1

【答案】
（1）＜；投料比相同時，溫度越高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，說明平衡向逆方向移動，正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)
（2）＜；5：7；=；＜
（3）
（4）c；逆向；0.05
【解析】解：Ⅰ．（1）由圖可知，投料比相同時，溫度越高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，說明平衡向逆方向移動，逆方向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，△H＜0，則a＜0，
所以答案是：＜；投料比相同時，溫度越高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，說明平衡向逆方向移動，正方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)；（2）①相同溫度下，投料Ⅰ時CO2的轉(zhuǎn)化率高，投料Ⅱ的轉(zhuǎn)化率低，在固定容器中增大氨氣的量，可提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，說明反應(yīng)物投料比 是Ⅰ中的小，
所以答案是：＜；②若n（CO2）起始=10mol，曲線Ⅱ的投料比為0.4，則n（NH3）= =25mol，達(dá)到平衡A點(diǎn)時，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，則有三行式：

	2NH3（g）	+	CO2（g）	═	CO（NH2）2（l）	+	H2O（g）
起始量：	25mol		10mol		0mol		0mol
改變量：	10mol		5mol		5mol		5mol
平衡量：	15mol		5mol		5mol		5mol

則平衡時氣體總物質(zhì)的量為25mol，起始?xì)怏w總物質(zhì)的量為35mol，則A點(diǎn)與起始壓強(qiáng)比=物質(zhì)的量之比，即 = ，
所以答案是：5：7；③A點(diǎn)和B點(diǎn)的溫度相同，所以平衡常數(shù)相同；C點(diǎn)的溫度更高，所以C點(diǎn)正反應(yīng)速率比B點(diǎn)的正反應(yīng)速率高，
所以答案是：=；＜；（3）按曲線Ⅰ的投料比投料，壓縮容器體積，平衡向氣體體積縮小的方向移動，即正方向移動，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，則在相同溫度下，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率同等程度高于投料Ⅰ，由此平滑的畫出曲線： ，
所以答案是： ；（4）a．使用催化劑，平衡不移動，不能提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，故a錯誤；
b．及時從體系中分離出部分CO（NH2）2 ， 尿素的濃度不變，平衡不移動，不能提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，故b錯誤；
c．將體系中的水蒸氣液化分離，減小生成物濃度，平衡正向移動，提高了二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，故c正確；
所以答案是：c；
Ⅱ．NH4NO3溶于水，溶液顯酸性，是銨根的水解引起：NH4++H2ONH3H2O+H+ ， 水解促進(jìn)水的電離，向該溶液中滴加1L某濃度的氨水，溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將受到抑制，即逆向移動，向該溶液中滴加1L稀氨水后溶液呈中性可知，c（OH﹣）=10﹣7mol/L，
設(shè)平衡時NH3H2O的物質(zhì)的量為x，溶液的體積為1L，
則：

	NH3H2O		NH4+	+	OH﹣
平衡時的濃度（mol/L ）：	x		10		10﹣7

由電離平衡常數(shù)可知： =2×10﹣5 ， x=0.05，
所以答案是：逆向；0.05．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征和弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態(tài)平衡，平衡時反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）；當(dāng)弱電解質(zhì)分子離解成離子的速率等于結(jié)合成分子的速率時，弱電解質(zhì)的電離就處于電離平衡狀態(tài)；電離平衡是化學(xué)平衡的一種，同樣具有化學(xué)平衡的特征．條件改變時平衡移動的規(guī)律符合勒沙特列原理才能正確解答此題．