Question

【題目】1905年德國化學家哈伯發明了合成氨的方法，他因此獲得了1918年度諾貝爾化學獎．氨的合成不僅解決了地球上因糧食不足而導致的饑餓與死亡問題，在國防、能源、輕工業方面也有廣泛用途．
Ⅰ．以氨為原料，合成尿素的反應原理為：
2NH3（g）+CO2（g）═CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H=a kJ/mol．
為研究平衡時CO2的轉化率與反應物投料比（ ）及溫度的關系，研究小組在10L恒容密閉容器中進行模擬反應，并繪出如圖（Ⅰ、Ⅱ曲線分別表示在不同投料比時，CO2的轉化率與溫度之間的關系）．

（1）a0 （填“＞”或“＜”），判斷依據是 ．
（2）①投料比：Ⅱ（填“＞”或“＜”）．
②若n（CO2）起始=10mol，曲線Ⅱ的投料比為0.4，在100℃條件下發生反應，達平衡至A點，則A點與起始壓強比為 ．
③A點平衡常數與B點平衡常數間的關系：KAKB（填“＞”或“＜”或“=”）．B點正反應速率與C點正反應速率間的關系為：v（B）v（C）（填“＞”或“＜”或“=”）．
（3）若按曲線Ⅰ的投料比投料，在上述實驗中壓縮容器體積至5L，在圖中畫出反應達平衡時的二氧化碳的轉化率與溫度之間的關系曲線．
（4）為提高CO2轉化率可以采取的措施是 ．
a．使用催化劑 b．及時從體系中分離出部分CO（NH2）2c．將體系中的水蒸氣液化分離
氨氣可用于工業上生產硝酸，其尾氣中的NO2可用氨水吸收生成硝酸銨，25℃時，將10molNH4NO3溶于水，溶液顯酸性，向該溶液中滴加1L某濃度的氨水，溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將（填“正向”、“逆向”或“不”） 移動，此中性溶液中NH3H2O的物質的量為mol．（25℃時，NH3H2O的電離平衡常數Kb=2×10﹣5）

Answer 1

【答案】
（1）＜；投料比相同時，溫度越高，二氧化碳的轉化率越低，說明平衡向逆方向移動，正方向為放熱反應
（2）＜；5：7；=；＜
（3）
（4）c；逆向；0.05
【解析】解：Ⅰ．（1）由圖可知，投料比相同時，溫度越高，二氧化碳的轉化率越低，說明平衡向逆方向移動，逆方向為吸熱反應，正方向為放熱反應，△H＜0，則a＜0，
所以答案是：＜；投料比相同時，溫度越高，二氧化碳的轉化率越低，說明平衡向逆方向移動，正方向為放熱反應；（2）①相同溫度下，投料Ⅰ時CO2的轉化率高，投料Ⅱ的轉化率低，在固定容器中增大氨氣的量，可提高二氧化碳的轉化率，說明反應物投料比 是Ⅰ中的小，
所以答案是：＜；②若n（CO2）起始=10mol，曲線Ⅱ的投料比為0.4，則n（NH3）= =25mol，達到平衡A點時，二氧化碳的轉化率為50%，則有三行式：

	2NH3（g）	+	CO2（g）	═	CO（NH2）2（l）	+	H2O（g）
起始量：	25mol		10mol		0mol		0mol
改變量：	10mol		5mol		5mol		5mol
平衡量：	15mol		5mol		5mol		5mol

則平衡時氣體總物質的量為25mol，起始氣體總物質的量為35mol，則A點與起始壓強比=物質的量之比，即 = ，
所以答案是：5：7；③A點和B點的溫度相同，所以平衡常數相同；C點的溫度更高，所以C點正反應速率比B點的正反應速率高，
所以答案是：=；＜；（3）按曲線Ⅰ的投料比投料，壓縮容器體積，平衡向氣體體積縮小的方向移動，即正方向移動，二氧化碳的轉化率增大，則在相同溫度下，二氧化碳的轉化率同等程度高于投料Ⅰ，由此平滑的畫出曲線： ，
所以答案是： ；（4）a．使用催化劑，平衡不移動，不能提高二氧化碳的轉化率，故a錯誤；
b．及時從體系中分離出部分CO（NH2）2 ， 尿素的濃度不變，平衡不移動，不能提高二氧化碳的轉化率，故b錯誤；
c．將體系中的水蒸氣液化分離，減小生成物濃度，平衡正向移動，提高了二氧化碳的轉化率，故c正確；
所以答案是：c；
Ⅱ．NH4NO3溶于水，溶液顯酸性，是銨根的水解引起：NH4++H2ONH3H2O+H+ ， 水解促進水的電離，向該溶液中滴加1L某濃度的氨水，溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將受到抑制，即逆向移動，向該溶液中滴加1L稀氨水后溶液呈中性可知，c（OH﹣）=10﹣7mol/L，
設平衡時NH3H2O的物質的量為x，溶液的體積為1L，
則：

	NH3H2O		NH4+	+	OH﹣
平衡時的濃度（mol/L ）：	x		10		10﹣7

由電離平衡常數可知： =2×10﹣5 ， x=0.05，
所以答案是：逆向；0.05．
【考點精析】本題主要考查了化學平衡狀態本質及特征和弱電解質在水溶液中的電離平衡的相關知識點，需要掌握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）；當弱電解質分子離解成離子的速率等于結合成分子的速率時，弱電解質的電離就處于電離平衡狀態；電離平衡是化學平衡的一種，同樣具有化學平衡的特征．條件改變時平衡移動的規律符合勒沙特列原理才能正確解答此題．