Question

7．氨是氮循环中的重要物质，在生产、生活和科研中有着广泛的应用．
一定条件下，将2molNH₃和1molCO₂充入容积为2L的密闭容器中发生反应2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g），反应进行2min时达到平衡，NH₃的平衡转化率为50%；则2min内该反应的反应速率v（NH₃）=0.25mol/（L．min），
此条件下该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）．c（C{O}_{2}）}$；
计算得K值为4．

Answer 1

分析 该反应达到平衡状态时NH₃的平衡转化率为50%，则参加反应的△n（NH₃）=2mol×50%=1mol，2min内该反应的反应速率v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$；
化学平衡常数K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）．c（C{O}_{2}）}$；
根据方程式知，生成△n（H₂O）=$\frac{1}{2}$△n（NH₃）=0.5mol，参加反应的△n（CO₂）=$\frac{1}{2}$△n（NH₃）=0.5mol，
平衡时容器中c（NH₃）=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L、c（CO₂）=$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L、c（H₂O）=$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L，利用平衡常数公式计算．

解答 解：该反应达到平衡状态时NH₃的平衡转化率为50%，则参加反应的△n（NH₃）=2mol×50%=1mol，2min内该反应的反应速率v（NH₃）=$\frac{\frac{△n}{V}}{△t}$=$\frac{\frac{1mol}{2L}}{1min}$=0.25mol/（L．min）；
化学平衡常数K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）．c（C{O}_{2}）}$；
根据方程式知，生成△n（H₂O）=$\frac{1}{2}$△n（NH₃）=0.5mol，参加反应的△n（CO₂）=$\frac{1}{2}$△n（NH₃）=0.5mol，
平衡时容器中c（NH₃）=$\frac{1mol}{2L}$=0.5mol/L、c（CO₂）=$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L、c（H₂O）=$\frac{0.5mol}{2L}$=0.25mol/L，化学平衡常数K=$\frac{0.25}{（0．{5）}^{2}×0.25}$=4，
故答案为：0.25mol/（L．min）；$\frac{c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）．c（C{O}_{2}）}$；4．

点评 本题考查化学平衡计算及反应速率计算，侧重考查学生分析计算能力，注意平衡常数计算时要用浓度而不是物质的量，为易错点．