Question

尿素（H₂NCONH₂）是一種非常重要的高氮化肥，工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)如下：
2NH₃（l）+CO₂（g）?H₂O（l）+H₂NCONH₂ （l）△H=-103.7kJ?mol^-1
反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)分為如下兩個(gè)步驟：
第一步：2NH₃（l）+CO₂（g）?H₂NCOONH₄（l）（氨基甲酸銨）△H₁
第二步：H₂NCOONH₄（l）?H₂O（l）+H₂NCONH₂（l）△H₂
某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件，在一體積為0.5L的密閉容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)中各組分隨時(shí)間的變化圖Ⅰ所示：
（1）下列措施中有利于提高尿素的產(chǎn)率的是

 

．
A、采用高溫      B、采用高壓      C、在反應(yīng)混合物中加入更多的水
（2）△H ₁和△H ₂的代數(shù)關(guān)系是

 

（用含△H ₁和△H ₂的函數(shù)式表示）．
（3）由上面信息可知總反應(yīng)進(jìn)行到

 

min時(shí)到達(dá)平衡．該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是

 

不再變化（填一條即可）．
（4）已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定，則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第

 

步反應(yīng)決定．
（5）第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如圖Ⅱ所示，則△H₂

 

0（填“＞”、“＜”或“=”）；平衡后若在時(shí)間t時(shí)對(duì)該反應(yīng)體系升溫到某溫度，請(qǐng)?jiān)趫DⅢ坐標(biāo)圖中畫出第二步反應(yīng)平衡移動(dòng)的v-t圖．

Answer 1

分析：（1）提高尿素的產(chǎn)率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響判斷；
（2）利用蓋斯定律解答；
（3）由圖象可知當(dāng)達(dá)到55min時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生改變，壓強(qiáng)、密度也不變；
（4）合成尿素總反應(yīng)的快慢由第二步反應(yīng)決定；
（5）由圖Ⅱ可知，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡后若在時(shí)間t時(shí)對(duì)該反應(yīng)體系升溫到某溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率．

解答：解：（1）提高尿素的產(chǎn)率，應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
A、采用高溫，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，尿素產(chǎn)率降低，故A錯(cuò)誤；
B、采用高壓，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，尿素產(chǎn)率增大，故B正確；
C、在反應(yīng)混合物中加入更多的水，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，尿素產(chǎn)率降低，故C錯(cuò)誤，
故答案為：B；
（2）已知第一步：2NH₃（l）+CO₂（g）?H₂NCOONH₄（l）（氨基甲酸銨）△H₁
第二步：H₂NCOONH₄（l）?H₂O（l）+H₂NCONH₂（l）△H₂，
則將兩步反應(yīng)相加可得2NH₃（l）+CO₂（g）?H₂O（l）+H₂NCONH₂ （l）△H=：△H ₁+△H ₂=-103.7kJ?mol^-1，
故答案為：△H ₁+△H ₂=-103.7 kJ?mol^-1；
（3）由圖象可知當(dāng)達(dá)到55min時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度、物質(zhì)的量不再發(fā)生改變，壓強(qiáng)、密度也不變，
故答案為：55；反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度、某物質(zhì)的物質(zhì)的量、或容器內(nèi)的壓強(qiáng)、或容器內(nèi)氣體的密度等；
（4）合成尿素總反應(yīng)的快慢由生成尿素的反應(yīng)決定，即第二步反應(yīng)決定，
故答案為：二；
（5）由圖Ⅱ可知，隨著溫度的升高，平衡常數(shù)增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H₂＞0，平衡后若在時(shí)間t時(shí)對(duì)該反應(yīng)體系升溫到某溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，圖象為，故答案為：＞；．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的影響因素分析等知識(shí)，題目難度中等，注意明確影響化學(xué)平衡的因素及化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法，試題能夠提高學(xué)生的分析、理解能力及計(jì)算能力．