Question

制取尿素 [CO(NH₂)₂]的反應(yīng)：2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)

某溫度下體積為10L的密閉容器中，測得各物質(zhì)的物質(zhì)的量數(shù)據(jù)如下：

物質(zhì)的量mol	0min	2 min	3 min	4 min
NH3	2.0	1.4	n1	n1
CO2	1.0	0.7	n2	n2
H2O	0	0.3	n3[	n3

 

（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算0～2min內(nèi)NH₃的平均反應(yīng)速率                    ，若起始時(shí)與平衡時(shí)的氣體總壓強(qiáng)之比為15/11，n₁＝               mol。

（2）該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為                  

（3）下列各項(xiàng)能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)是             。

A．消耗NH₃的物質(zhì)的量與生成H₂O的物質(zhì)的量之比為2∶1

B．c(NH₃)：c(CO₂)：c(H₂O)=2∶1∶1

C．氣體密度不再變化

D．容器壓強(qiáng)不再變化

 

Answer 1

【答案】

（1）0.03mol/(L·min)（2分）；1.2（2分）（2）K＝（2分）（3）CD（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，0～2min內(nèi)NH₃的物質(zhì)的量減少了2.0mol－1.4mol＝0.6mol，其濃度變化量＝0.6mol÷10L＝0.06mol/L，所以氨氣的平均反應(yīng)速率＝0.06mol/L÷2min＝0.03mol/(L·min)。

2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)

起始量（mol）     2.0       1.0                       0

變化量（mol）  （2.0－n₁） （1.0－0.5n₁）         （1.0－0.5n₁）

平衡量（mol）     n₁           0.5 n₁                         （1.0－0.5n₁）

則根據(jù)壓強(qiáng)之比是相應(yīng)氣體的物質(zhì)的量之比可知＝

解得n₁＝1.2

（2）化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值，所以根據(jù)反應(yīng)的方程式可知，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝。

（3）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。A、反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，因此根據(jù)方程式可知，消耗NH₃的物質(zhì)的量與生成H₂O的物質(zhì)的量之比始終為2∶1，A不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；B、平衡時(shí)濃度不再發(fā)生變化，但物質(zhì)的濃度之間不一定相等或滿足某種關(guān)系，因此c(NH₃)：c(CO₂)：c(H₂O)＝2∶1∶1不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；C、密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中容積始終是不變的，但質(zhì)量是減少的，因此當(dāng)氣體密度不再變化時(shí)可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；D、該反應(yīng)是氣體體積減小的可逆反應(yīng)，所以壓強(qiáng)也是減小的，因此容器壓強(qiáng)不再變化可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，答案選CD。

考點(diǎn)：考查反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算、平衡常數(shù)表達(dá)式、平衡狀態(tài)的判斷