Question

制取尿素[CO(NH₂)₂]的反应：2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)
某温度下体积为10L的密闭容器中，测得各物质的物质的量数据如下：

物质的量mol	0min	2 min	3 min	4 min
NH3	2.0	1.4	n1	n1
CO2	1.0	0.7	n2	n2
H2O	0	0.3	n3[	n3

 
（1）根据表中数据计算0～2min内NH₃的平均反应速率                   ，若起始时与平衡时的气体总压强之比为15/11，n₁＝              mol。
（2）该温度下此反应的平衡常数表达式为                  
（3）下列各项能表示该反应达到平衡状态是            。
A．消耗NH₃的物质的量与生成H₂O的物质的量之比为2∶1
B．c(NH₃)：c(CO₂)：c(H₂O)=2∶1∶1
C．气体密度不再变化
D．容器压强不再变化

Answer 1

（1）0.03mol/(L·min)（2分）；1.2（2分）（2）K＝（2分）（3）CD（2分）

试题分析：（1）根据表中数据可知，0～2min内NH₃的物质的量减少了2.0mol－1.4mol＝0.6mol，其浓度变化量＝0.6mol÷10L＝0.06mol/L，所以氨气的平均反应速率＝0.06mol/L÷2min＝0.03mol/(L·min)。
2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(s)+H₂O(g)
起始量（mol）     2.0       1.0                       0
变化量（mol） （2.0－n₁） （1.0－0.5n₁）        （1.0－0.5n₁）
平衡量（mol）     n₁          0.5 n₁                        （1.0－0.5n₁）
则根据压强之比是相应气体的物质的量之比可知＝
解得n₁＝1.2
（2）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数表达式K＝。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。A、反应速率之比等于相应的化学计量数之比，因此根据方程式可知，消耗NH₃的物质的量与生成H₂O的物质的量之比始终为2∶1，A不能说明反应达到平衡状态；B、平衡时浓度不再发生变化，但物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，因此c(NH₃)：c(CO₂)：c(H₂O)＝2∶1∶1不能说明反应达到平衡状态；C、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但质量是减少的，因此当气体密度不再变化时可以说明反应达到平衡状态；D、该反应是气体体积减小的可逆反应，所以压强也是减小的，因此容器压强不再变化可以说明反应达到平衡状态，答案选CD。