Question

【題目】根據所學知識完成問題：
（1）尿素在農業生產中起重要作用，其合成過程分兩步進行：
2NH3（g）+CO2 （g）NH2COONH4（l）△H=﹣117kJmol﹣1
NH2COONH4（l）（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=+15kJmol﹣1
①由氨氣和二氧化碳合成尿素的熱化學方程式是：
②第一步反應在11.1Mpa、160°C的條件下反應較快，轉化率也較高，第二步反應在相同條件下反應速率較慢，轉化率也較低．因此，總反應的反應速率和轉化率主要取決于 ． （填“第一步”或“第二步”）
③對于第一步反應，能判斷該反應一定達到化學平衡狀態的依據是（填選項編號）．
A．容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化
B．υ正（NH3）=2υ逆（CO2）
C．容器中氣體的密度不隨時間而變化
D．容器中總質量不隨時間而變化
（2）工業上合成氨氣的反應為：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H＜0．現將10mol N2和26molH2置于容積可變的密閉容器中，N2的平衡轉化率（α）與體系總壓強（P）、溫度（T）的關系如圖所示．

回答下列問題：
①反應達到平衡狀態B時，容器的容積10L，則T1時，合成氨反應的平衡常數K= ．
②平衡狀態由A變到C時，對應的平衡常數K（A）K（C）（填“＞”、“＜”或“=”）．
③平衡狀態由A變到B時，對應的平衡常數K（A）K（B）（填“＞”、“＜”或“=”）．

Answer 1

【答案】
（1）2NH3（g）+CO2（g）?（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=﹣102kJ?mol﹣1；第二步；ABC
（2）0.025；＞；=
【解析】解：（1）①2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（l）△H=﹣117kJmol﹣1②NH2COONH4（l）（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=+15kJmol﹣1依據蓋斯定律①+②得到2NH3（g）+CO2（g）（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=﹣102kJmol﹣1；
所以答案是：2NH3（g）+CO2（g）（NH2）2CO（g）+H2O（g）△H=﹣102kJmol﹣1；②第一步反應在11.1Mpa、160℃的條件下反應較快，轉化率也較高，第二步反應在相同條件下反應速率較慢，轉化率也較低，總反應的反應速率和轉化率主要取決于第二步；
所以答案是：第二步；③對于第一步反應，2NH3（g）+CO2（g）NH2COONH4（l）△H=﹣117kJmol﹣1 ， 能判斷該反應一定達到化學平衡狀態的依據是正逆反應速率相同，各組分濃度保持不變；A．反應前后氣體質量變化，物質的量變化，所以容器中氣體的平均相對分子質量不隨時間而變化，證明反應達到平衡狀態，故A正確；B．依據反應速率之比等于化學方程式計量數之比，表示的是正反應速率之比，υ正（NH3）=2υ逆（CO2），說明二氧化碳正反應速率和逆反應速率相同，故B正確；C．反應生成液體，氣體質量變化，體積不變化，容器中氣體的密度不隨時間而變化，能說明反應達到平衡狀態，故C正確；D．NH2COONH4①是液體，密閉容器中容器中的總質量守恒，容器中總質量不隨時間而變化，不能說明反應達到平衡狀態，故D錯誤；
所以答案是：ABC；
②①反應達到平衡狀態B時，氮氣的轉化率為20%，容器的容積10L，N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）起始量（mol/L）1 2.6 0變化量（mol/L） 1×20%=0.2 0.6 0.4 平衡量（mol/L） 0.82 0.4K= =0.025，所以答案是：0.025；
②N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H＜0，反應是放熱反應，溫度越低平衡正向進行，氮氣轉化率增大，圖象分析判斷T1＜T2 ， 衡狀態由A變到C時，溫度升高平衡常數減小，所以平衡常數K（A）＞K（C），
所以答案是：＞；③化學平衡常數只受溫度的影響，溫度不變，則K不變，所以答案是：=．
【考點精析】認真審題，首先需要了解化學平衡狀態本質及特征(化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）)，還要掌握化學平衡狀態的判斷(狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等)的相關知識才是答題的關鍵．