尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l) + H2O (l) Δ
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尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。工业上合成尿素的反应如下: 2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l) + H2O (l) ΔH < 0 。回答下列问题: 已知工业上合成尿素分两步进行,相关反应如下: 反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s) ΔH1< 0 反应Ⅱ:NH2COONH4(s) CO(NH2)2(l)+ H2O (l) ΔH 2> 0 (1)下列示意图中[a表示2NH3(g)+CO2(g),b表示NH3COONH4(s),c表示CO(NH2)2(l)+H2O(l)],能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是(填序号) 。
(2)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在恒定温度下,将氨气和二氧化碳按2:1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计),经20min达到平衡,各物质浓度的变化曲线如下图所示。 (2)①从图中得知∆c(CO2)=0.2mol/L,则v(CO2)= ∆c(CO2)/t= 0.01mol·L-1·min-1。 ①在上述条件下,从反应开始至20min时,二氧化碳的平均反应速率为 。 ②为提高尿素的产率,下列可以采取的措施有 。A.缩小反应容器的容积 | B.升高温度 | C.平衡体系中及时分离出CO(NH2)2 | D.使用合适的催化剂 | ③该反应的平衡常数表达式K= ;若升高体系的温度,容器中NH3的体积分数将 (填“增加”、“减小”或“不变”)。 ④若保持平衡的温度和体积不变,25min时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳,在40min时重新达到平衡,请在上图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线。 |
答案
(12分) (1)C (2)①0.01mol·L-1·min-1 ②A ③ 不变 ④
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解析
试题分析:(1)反应Ⅰ是放热反应,能量:a>b,总反应是房热反应,能量:a>c,符合的是C图像。 ②A项:缩小体积,平衡正向移动,故正确;B项:反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故错误。C项:平衡体系中及时分离出CO(NH2)2,改变液体的量平衡不移动,故错;D项:平衡不移动,故错。故选A。③平衡常数等于生成物气体的浓度幂之积除去反应物气体的浓度幂之积。 点评:本题考查了化学平衡知识,包括化学平衡的建立和特征等,题目难度较大,分析清楚反应的原理是解题的关键。 |
举一反三
在容积一定的密闭容器中,发生可逆反应:A(g) + B(g) xC(g),有如图(T表示温度,P表示压强,C%表示C的体积分数)所示的反应曲线,则下列说法中正确的是
A.x=2,T1>T2,P2>P1 | B.P3>P4,y轴表示B的质量分数 | C.P3<P4,y轴表示混合气体的密度 | D.P3>P4,y轴表示混合气体的平均摩尔质量 |
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25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应: Sn(s)+Pb2+(aq)Sn2+(aq)+Pb(s),平衡时体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)的浓度分别为 0.1 mol/L和0.2mol/L。下列判断正确的是A.25℃时,该反应的平衡常数K=0.2 | B.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大 | C.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变大 | D.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应△H>0 |
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在容积一定的密闭容器中,反应A(g)+2B(g)2C(g)达平衡,设初始A、B的物质的量分别为Xmol、Ymol,若要使平衡时反应物总物质的量与生成物总物质的量相等,则X/Y应满足的是 A.1 <X/Y<3 B.3< X/Y <4 C.0.25< X/Y <1.5 D.0.25< X/Y <0.5 |
可确认发生了化学平衡移动的是( )A.化学反应速率发生了改变 | B.有气态物质参加的可逆反应达到平衡后,改变了压强 | C.由于某一条件的改变,使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变 | D.可逆反应达到平衡后,使用催化剂 |
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反应aX(g) + bY(g) cZ(g);△H=Q,有下图所示关系,下列判断中正确是( )
A.a+b < c, Q > 0 | B.a+b < c, Q < 0 | C.a+b > c, Q > 0 | D.a+b > c, Q < 0 |
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