Question

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。

Answer 1

（12分）
（1）C
（2）①0.01mol·L^-1·min^-1        ②A
③      不变
④

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。