Question

【题目】尿素是一种重要的氮肥，它的合成主要发生以下2步反应：

反应1：2NH3(g)+CO2(g) NH4COONH2(1) △H1=a kJ·mol-1

反应2：NH4COONH2(1)=====NH2CONH2(1)+H2O(1) △H2=b kJ·mol-1

回答下列问题：

(1)写出合成尿素的热化学方程式：_____________________(用含a、b的代数式表示)。写出一种可以提高NH3平衡转化率的措施：_______________________________。

(2)95℃时，在2L恒容密闭容器中加入3mol氨气和1molCO2使之充分反应合成尿素，达到平衡时，CO2的转化率为60％，则此温度下合成尿素的平衡常数是________________(保留2位小数)。

(3)下表为反应1和反应2在不同温度下达到平衡时所测得的平衡常数(K)的数据。

①从上表数据可推出b_____(填“>”或“<”)0，理由是______________________。

②升高温度，反应1的反应速率将_________(填“增大”或“减小”)。

③下图是合成尿素时温度对二氧化碳转化率的影响曲线。从图中可知A、B、C三点对应的温度下该反应的平衡常数大小关系是_________________(用KA、KB、KC表示)。

Answer 1

【答案】2NH3(g)＋CO2(g)H2NCONH2(l)＋H2O(l) △H=(a＋b)kJ·mol－1 增大CO2的通入量或适当增大体系压强 6.17 > 升高温度，平衡常数变大，平衡正向移动，说明正反应是吸热反应 增大 KA>KB>KC

【解析】

（1）反应1＋反应2得出2NH3(g)＋CO2(g)H2NCONH2(l)＋H2O(l) △H=△H1＋△H2=(a＋b)kJ·mol－1；要提高NH3的平衡转化率，应使平衡向正反应方向进行，可能的措施不：增大CO2的通入量或适当增大体系压强等；

（2）2NH3(g)＋CO2(g)H2NCONH2(l)＋H2O(l)

起始： 3 1

变化： 1.2 0.6

平衡： 1.8 0.4 达到平衡时，c(CO2)=0.2mol·L－1，c(NH3)=0.9mol·L－1，根据平衡常数的表达式K=1/[c2(NH3)·c(CO2)]≈6.17；

（3）①根据反应2，升高温度，化学平衡常数增大，说明升高温度平衡向正反应方向进行，根据勒夏特里原理，△H>0，即b>0；

②升高温度，化学反应速率增大；

③B点以后，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向进行，正反应方向为放热反应，化学平衡常数只受温度的影响，该反应中升高温度，化学平衡常数降低，即KA>KB>KC；