Question

【題目】尿素[CO(NH2)2]是首個(gè)由無(wú)機(jī)物人工合成的有機(jī)物。

(1)工業(yè)上用CO2和NH3在一定條件下合成，其反應(yīng)方程式__________。

(2)在一個(gè)2L的密閉容器內(nèi)，當(dāng)起始投入量氨碳比=4，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖所示。

① A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2) __________________B點(diǎn)的正反應(yīng)速率為v正(CO2)(填“大于”、“小于”或“等于”）

②假設(shè)氨的起始投入量為8mol，求從開始到達(dá)到平衡狀態(tài)這段時(shí)間內(nèi)v(NH3)=_________________。

③NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為____________________。

④單純從制備的成本角度考慮，我們希望氨碳比盡可能__________(“大”、“小”)因?yàn)?/span>_________。

Answer 1

【答案】 2NH3+CO2═CO(NH2)2+H2O 小于 v(NH3)=0.2 mol/（L·min） NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為30% 氨碳比盡可能小 因?yàn)榭梢蕴岣邇r(jià)格較高的NH3的轉(zhuǎn)化率

【解析】（1）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根據(jù)元素守恒可知，同時(shí)還有H2O生成，化學(xué)方程式為：2NH3+CO2CO（NH2）2+H2O；
（2）①由CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化圖可知在A點(diǎn)時(shí)反應(yīng)還未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)仍將繼續(xù)正向進(jìn)行，故v逆（CO2）小于B點(diǎn)平衡時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率；
②假設(shè)氨的起始投入量為8mol，則CO2的投入量為2mol，平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，CO2的變化量為1.2mol，NH3的變化量為2.4mol，達(dá)到平衡狀態(tài)這段時(shí)間內(nèi)v(NH3)==0.2 mol/（L·min）；

③設(shè)CO2的初始物質(zhì)的量為a，則NH3的初始物質(zhì)的量為4a，由圖可知，CO2的轉(zhuǎn)化率為60%，故轉(zhuǎn)化的二氧化碳為a×60%=0.6a，根據(jù)方程式可知，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為0.6a×2=1.2a，故平衡時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率定為×100%=30%；

④增加一種反應(yīng)物，可促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，提高另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，即氨碳比盡可能小，可以提高價(jià)格較高的NH3的轉(zhuǎn)化率。