Question

（13分）近些年來，世界各地頻現種種極端天氣。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是導致極端天氣的重要因素，研究這些化合物的綜合處理具有重要意義。
（1）工業上可利用二氧化碳和氨氣合成尿素，其總反應如下：
2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(l)+H₂O(l) ，該反應在         （填“較高溫度”或“較低溫度”）下能自發進行。
（2）已知合成尿素分兩步進行：
第1步：2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s) 
第2步：NH₂COONH₄(s) CO(NH₂)₂(l)+ H₂O(l) 
下列示意圖中[a表示2NH₃(g)+ CO₂(g)，b表示NH₂COONH₄(S)，c表示CO(NH₂)₂(l)+ H₂O(l)]，能正確表示尿素合成過程中能量變化曲線的是（填序號）        。

（3）合成尿素過程中，當NH₃與CO₂的物質的量之比為1:2時，NH₃
的轉化率隨時間的變化關系如圖所示。

①A點的逆反應速率v_逆(CO₂)          B點的逆反應速率
v_逆 (CO₂)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②達到平衡時，CO₂的轉化率為          。
（4）活性炭可用于處理大氣污染物NO，在某1L恒容密閉容器中加入  0.100molNO      和2.030mol固體活性炭（無雜質），生成氣體E和氣體F。當溫度分別在T₁℃和T₂℃時，測得平衡時各物質的物質的量如下表：

物質 n/mol T/℃	活性炭	NO	E	F
T1	2.000	0.040	0.030	0.030
T2	2.005	0.050	0.025	0.025

①請結合上表數據，寫出NO與活性炭反應的化學方程式                                。
②上述反應在T₁℃時的平衡常數為K₁，在T₂℃時的平衡常數為K₂。計算K₁=         ，根據題給信息判斷，T₁和T₂的關系是           。
A. T₁>T₂     B. T₁<T₂         C.無法比較 
③若密閉容器為容積可變，根據化學反應原理，分析增加壓強對該反應的影響                                          
                                                  。

Answer 1

（13分）（1）較低溫度（1分）
（2）C（1分）
（3）① < （1分） ②15%（2分）
（4）① C+2NON₂+CO₂（2分）
②9/16（寫成小數也得分0.5625）（2分）  C （2分）
③該反應氣體分子總數不變，在其他條件不變時，壓強升高，平衡不會移動，NO的轉化率不會改變，壓強升高，使NO濃度增加，反應速率增大。（2分）

解析試題分析：（1）根據反應自發進行的判斷依據，該反應是焓減熵減的反應，所以反應在低溫時自發；
（2）2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s) ，為放熱反應，所以反應物總能量大于生成物總能量，則a在b的上方；NH₂COONH₄(s) CO(NH₂)₂(l)+ H₂O(l) 為吸熱反應，則b在c的下方；2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(l)+H₂O(l) ，是放熱反應，則a在c的上方，所以答案選選擇C；
（3）①A點的氨氣的轉化率低于B點氨氣的轉化率，說明反應未達平衡，正向進行，所以正反應速率逐漸減小，逆反應速率逐漸增大，A點的逆反應速率<B點的逆反應速率；
②平衡時氨氣的轉化率為60%，設開始時氨氣、二氧化碳的物質的量分別a、2a,則消耗氨氣0.6a，消耗二氧化碳0.3a，所以二氧化碳的轉化率為0.3a/2a×100%=15%；
（4）①T₁℃時，消耗NO的物質的量是0.06mol,生成E、F的物質的量都是0.03mol，所以NO與E、F的化學計量數之比是2:1:1，則NO與活性炭反應的化學方程式C+2NON₂+CO₂；
②根據表中數據計算K₁=c(CO₂)c(N₂)/c(NO)²=0.03²/0.04²=9/16;同理可計算K₂=1/4，K₁>K₂，但是該反應的熱效應未給出，所以T₁和T₂的大小無法判斷，答案選C；
③根據壓強對反應速率和平衡的影響，判斷增加壓強對該反應的影響是：該反應氣體分子總數不變，在其他條件不變時，壓強升高，平衡不會移動，NO的轉化率不會改變，壓強升高，使NO濃度增加，反應速率增大。
考點：考查反應方向的判斷，圖像的判斷，轉化率的計算，條件對平衡的影響