Question

【题目】氨是最重要的化工产品之一。

（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。

反应①②③均为____________反应(填“吸热”或“放热”)。

（2）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。为进一步提高CO2

的平衡转化率，下列措施中能达到目的的是____________。

A．增大NH3的浓度 B．增大压强 C．及时转移生成的尿素 D．使用更高效的催化剂

（3）尿素在农业生产中起重要作用，其合成过程分两步进行：

2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（l）△H=-117kJ·mol-1

NH2COONH4（l）（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=+15kJ·mol-1

①第一步反应在11.1Mpa、160℃的条件下反应较快，转化率也较高，第二步反应在相同条件下反应速率较慢，转化率也较低．因此，总反应的反应速率和转化率主要取决于___________．（填“第一步”或“第二步”）

②对于第一步反应，不能判断该反应一定达到化学平衡状态的依据是__________（填字母）．

A．容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化

B．υ（NH3）正=2υ（CO2）逆

C．恒容容器中气体的密度不随时间变化而变化

D．容器中各物质总质量不随时间变化而变化

③第一步反应生成了1mol氨基甲酸铵，再发生第二步反应时的转化率与温度、压强的关系如图所示：

在180℃的条件下，P2_________P3（填“＞”、“＜”或“=”，下同）；化学平衡常数K1_________K2．

Answer 1

【答案】（1）放热；（2）AB；（3）①第二步；②AD；③＞；＝。

【解析】

试题分析：（1）①②③的反应物的总能量大于生成物的总能量，说明反应是放热反应，或者通过△H<0进行判断；（2）提高CO2的转化率，说明平衡向正反应方向进行，A、增大NH3的浓度，增大反应物的浓度，平衡向正反应方向进行，CO2总量不变，转化量增大，CO2的转化率增大，故正确；B、增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2的转化率增大，故正确；C、尿素是液态物质，浓度视为常数，对化学平衡无影响，故错误；D、 使用催化剂，对化学平衡无影响，故错误；（3）①总反应速率好转化率的主要取决于反应慢的，即第二步；②A、NH2COONH4是液体，NH3和CO2的平均分子量始终不变，因此不能判断是否达到平衡，故正确；B、用不同种物质的化学反应速率，判断达到平衡，要求化学反应方向一正一逆，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(NH3)正，说明反应向正反应方向进行，v(CO2)逆说明反应向逆反应方向进行，且两者速率之比等于化学计量数之比，能够判断达到平衡，故错误；C、NH2COONH4是液体，这是在恒压下测定，NH3和CO2的质量减小与它们的物质的量增加的量比例相等，因此密度不变，不能作为达到平衡的标志，故正确；D、当各物质的质量不再改变，说明反应达到平衡，故错误；③压强越大，化学反应速率越快，达到平衡的时间越短，即P2>P3，化学平衡常数只受温度的影响，不随压强的变化而变化，因此K1=K2。