Question

（17分）工业上用NH3和CO2反应合成尿素：

2NH3（g）+ CO2（g）CO(NH2)2（g）+ H2O（g） △H1 = -536.1 kJ·mol－1

（1）此反应的平衡常数表达式K= 。升高温度，K值 （填增大、减小或不变）。

（2）其他条件不变，下列方法能同时提高化学反应速率和尿素产率的是 。

A．通入氦气 B．缩小体积

C．加入催化剂 D．除去体系中的水蒸气

（3）尿素可用于处理汽车尾气。CO(NH2)2（g）与尾气中NO反应生成CO2、N2、H2O（g）排出。又知：4NH3（g）+ 6NO（g）= 5N2（g）+ 6H2O（g） △H2 = -1806.4 kJ·mol－1，写出CO(NH2)2（g）与NO反应的热化学方程式 。

某小组模拟工业合成尿素，探究起始反应物的氨碳比[n（NH3）/n（CO2）]对尿素合成的影响。在恒温下1L容器中，将总物质的量为3mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，实验测得平衡体系中各组分的变化如图所示。回答问题：

（4）若a、b线分别表示NH3或CO2转化率的变化，其中表示NH3转化率的是 （填a或b）线。

（5）若a、b线分别表示NH3或CO2转化率的变化，c线表示平衡体系中尿素体积分数的变化，求M点对应的y值（写出计算过程，结果精确到0.1）。

Answer 1

（1） (2分) 减小（2分）

（2）B (2分)

（3）2CO(NH2)2(g) + 6NO(g) = 2CO2(g) + 5N2(g) +４H2O(g) △H = -734.2 kJ/mol

（4）b (2分)

（5）由图可知，此时氨气的转化率为80% （1分）

2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(g) + H2O(g)

起始浓度/mol.L-1 2 1 0 0

变化浓度/mol.L-1 1.6 0.8 0.8 0.8

平衡浓度/mol.L-1 0.4 0.2 0.8 0.8 （2分）

平衡CO(NH2)2的体积分数 = 0.8/(0.4+0.2+0.8+0.8) =0.364=36.4% （1分），则（答）y =36.4 （1分）（注：有效数字和单位运用同时错误扣1分）

【解析】

试题分析：（1）根据题给反应方程式写出该反应的平衡常数表达式，见答案；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K值减小；（2）A、其他条件不变，通入氦气 ，化学反应速率不变，平衡不移动，尿素的产率不变，错误； B、缩小体积化学反应速率加快，平衡正向移动，尿素的产率提高，正确； C、加入催化剂，平衡不移动，尿素的产率不变，错误；D、除去体系中的水蒸气化学反应速率瞬时不变，再达平衡时速率减小，错误，选B；（3）已知：①2NH3（g）+ CO2（g）CO(NH2)2（g）+ H2O（g） △H1 = -536.1 kJ·mol－1，②4NH3（g）+ 6NO（g）= 5N2（g）+ 6H2O（g） △H2 = -1806.4 kJ·mol－1，根据盖斯定律：②—①×2得CO(NH2)2（g）与NO反应的热化学方程式2CO(NH2)2(g) + 6NO(g) = 2CO2(g) + 5N2(g) +４H2O(g) △H = -734.2 kJ/mol；（4）随着n（NH3）/n（CO2）的增大，氨气的转化率逐渐减小，二氧化碳的转化率逐渐增大，尿素的产率逐渐增大，结合图像分析，表示NH3转化率的是b；（5）利用三行式结合题给数据进行计算，见答案。

考点：考查化学反应速率、化学平衡，热化学方程式的书写、盖斯定律及分析图像解决问题的能力。