Question

化學反應原理在工業生產中具有十分重要的意義。
（1）工業生產可以用NH₃（g）與CO₂（g）經過兩步反應生成尿素，兩步反應的能量變化示意圖如下：

則NH₃（g）與CO₂（g）反應生成尿素的熱化學方程式為                  。
（2）已知反應Fe(s) +CO₂(g) FeO(s) +CO(g) ΔH ="a" kJ/mol
測得在不同溫度下，該反應的平衡常數K隨溫度的變化如下：

①該反應的化學平衡常數表達式K=            ，a           0（填“>”、“<”或“=”）。在500℃ 2L密閉容器中進行反應，Fe和CO₂的起始量均為4 mol，則5 min后達到平衡時CO₂的轉化率為              ，生成CO的平均速率v(CO)為             。
②700℃反應達到平衡后，要使該平衡向右移動，其他條件不變時，可以采取的措施有    
（填字母）。

A．縮小反應器容積	B．增加Fe的物質的量
C．升高溫度到900℃	D．使用合適的催化劑

Answer 1

（1）2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂O（l）+H₂NCONH₂（s）△H=-134kJ?mol^-1；（2）c(CO)/c(CO₂)；＞；50%；0.2mol/（Lmin）；C。

試題分析：（1）第一步：2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂NCOONH₄（l，氨基甲酸銨）△H₁=-272KJ/mol，第二步：H₂NCOONH₄（l）?H2O（l）+H₂NCONH₂（s）△H2=138KJ/mol，根據蓋斯定律，兩個過程相加得到NH₃（g）與CO₂（g）反應生成尿素的熱化學方程式為2NH₃（g）+CO₂（g）?H₂O（l）+H₂NCONH₂（s）△H=-134kJ?mol^-1；（2）①反應Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）的平衡常數k=c(CO)/c(CO₂)
，由表中數據可知，對于反應①，溫度越高平衡常數越大，說明升高溫度平衡向正反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應進行，故a＞0，
令平衡時參加反應的二氧化碳的物質的量為xmol，則：
Fe（s）+CO₂（g）═FeO（s）+CO（g）
開始（mol）：4                  0
變化（mol）：x                  x
平衡（mol）：4-x                 x
所以x/4?x=1解得x=2，故二氧化碳的轉化率為2/4×100%=50%，故CO表示的平均速率v（CO）=2mol
/2L×5min=0.2mol/（L?min）。②A、縮小反應器容積，壓強增大，化學平衡不移動，故A錯誤；B．增加Fe的物質的量，不會引起化學平衡的移動，故B錯誤；C．升高溫度到900℃，化學平衡正向移動，故C正確；D．使用合適的催化劑，不會引起化學平衡的移動，故D錯誤。