Question

【题目】工业上合成尿素的反应：2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H（I）
（1）已知合成尿素的反应分两步进行：2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）△H1
NH2COONH4（s）CO（NH2）2（I）+H2O（I）△H2
其能量变化曲线如图1所示，则△H、△H1和△H2由大到小的顺序为 ．

（2）在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生反应（I）合成尿素，恒定温度下混合气体中NH3的体积分数如图2所示．A点的正反应速率v正（CO2）B点的逆反应速率v逆（CO2）（填“＞”、“＜”或“=”）；CO2的平衡转化率为 ．
（3）将一定量的氨基甲酸铵固体置于恒容真空容器中，发生反应：H2NCOONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）．在不同温度（T1和T2）下，该反应达平衡状态时部分数据见下表．

温度	平衡浓度/（molL﹣1）
	c（NH3）	c（CO2）
T1	0.1
T2		0.1

①T1T2 （填“＞”、“＜”或“=”）．
②下列能说明该分解反应达到平衡状态的是（填代号）．
a．v生成（NH3）=2v消耗（CO2）
b．密闭容器内物质的总质量不变
c．密闭容器中混合气体的密度不变
d．密闭容器中氨气的体积分数不变
（4）氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵，酸性条件下水解更彻底．25℃时，向1L 0.1molL﹣1的盐酸中逐渐加入氨基甲酸铵粉末至溶液呈中性（忽略溶液体积变化），共用去0.052mol氨基甲酸铵，此时溶液中几乎不含碳元素．此时溶液中c（NH4+）=；NH4+水解平衡常数值为 ．

Answer 1

【答案】
（1）△H2＞△H＞△H1
（2）＞；75%
（3）＜；ac
（4）0.1mol/L；4×10﹣9
【解析】解：（1）根据能量图可以分析，2NH3（g）+CO2（g）CO（NH2）2（I）+H2O（I）为放热反应，所以△H＜0，2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）为放热反应，所以△H1＜0，并且△H1＜△H＜0，NH2COONH4（s）CO（NH2）2（I）+H2O（I）为吸热反应，所以△H2＞0，所以△H2＞△H＞△H1；所以答案是：△H2＞△H＞△H1；（2）氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明B点反应达到平衡状态，A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，A点的正反应速率大于B点的正反应速率，故v正（CO2）＞v逆（CO2）；设氨气消耗物质的量x，开始氨气体积分数为50%，假设氨气为50mol，二氧化碳为50mol，
CO2+2NH3（NH2）2CO+H2O
起始量（mol）50 500 0
变化量（mol） 0.5xx 0.5x 0.5x
平衡量（mol）50﹣0.5x 50﹣x 0.5x0.5x
氨气的体积分数= =20%；解得x=37.5mol，
氨气的平衡转化率= ×100%=75%，
所以答案是：＞；75%；（2）①根据（1）的分析，2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（s）为放热反应，所以，△H1＜0，所以H2NCOONH4（s）2NH3（g）+CO2（g）为吸热反应，温度越高平衡产物越多，又T1平衡时c（NH3）为0.1mol/L，则二氧化碳浓度为0.05mol/L，又T2平衡时二氧化碳浓度为0.1mol/L，所以T1＜T2；所以答案是：＜；
②a．根据反应速率之比等于系数之比，则v生成（NH3）=2v生成（CO2）=2v消耗（CO2），所以正逆反应速率相等，能判断平衡，故a正确；
b．根据质量守恒，密闭容器内物质的总质量一直不变，所以不能判断平衡，故b错误；
c．因为该反应正反应为气体质量增加的反应，又体积不变，所以密闭容器中混合气体的密度一直在变，则当密度不变时，能判断平衡，故c正确；
d．因为反应物为固体，所以生成物氨气和二氧化碳一直为2：1，则密闭容器中氨气的体积分数一直不变，所以不能判断平衡，故d错误；
故选：ac；（4）因为氨基甲酸铵极易水解成碳酸铵，即反应式为NH2COONH4（s）+H2O（NH4）2CO3 ， 加入1L0.1mol/L的盐酸溶液中直到溶液pH=7并且溶液中几乎不含碳元素，所以溶液中只有H+、NH4+、OH﹣、Cl﹣ ， 根据电荷守恒c（NH4+）=c（Cl﹣）=0.1mol/L，又用去0.052mol氨基甲酸铵，所以开始溶液中的铵根离子浓度为0.052mol/L×2=0.104mol/L，
NH4++H2ONH3H2O+H+；
开始 0.104mol/L 0
转化 0.004mol/L 0.004mol/L
平衡 0.1mol/L 0.004mol/L
又溶液为pH=7，所以氢离子浓度为10﹣7mol/L，则NH4+水解平衡常数K= = =4×10﹣9 ， 所以答案是：0.1mol/L；4×10﹣9 ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态的判断的相关知识，掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等．