题目内容
【题目】尿素在生产生活中应用非常广泛,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)是工业上合成氮肥尿素的主要方法,在生产条件下,单位时间内获得尿素的产量与压强及n(NH3):n(CO2)的关 系如图甲所示。当氨碳比n(NH3):n(CO2)=4 时,CO2的转化率随时间的变化关系如图乙所示。下列说法不正确的是
A.生产过程中n(NH3):n(CO2)的 最佳配比为2:1
B.若开始投料按照n(NH3):n(CO2)为2:1投料,平衡后若压缩容器的体积,则再次平衡时c(NH3)比压缩前小
C.A点的逆反应速率小于B点的正反应速率
D.由图乙可知NH3的平衡转化率为30%
【答案】B
【解析】
A.一定压强下,单位时间内的CO(NH2)2产量越高,说明n(NH3):n(CO2)的配比最佳,由图可知,生产过程中n(NH3):n(CO2)的 最佳配比为2:1,A正确;
B.2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),该反应的平衡常数表达式为K=,温度不变,平衡常数不变,故若开始投料按照n(NH3):n(CO2)为2:1投料,平衡后若压缩容器的体积,则再次平衡时c(NH3)与压缩前相等,B错误;
C.当氨碳比n(NH3):n(CO2)=4 时,A点CO2的转化率小于平衡时B点对应的转化率,反应向正反应方向进行,随着反应的进行,逆反应速率逐渐增大,正反应速率逐渐减小,达到平衡时正逆反应速率相等,故A点的逆反应速率小于B点的正反应速率,C正确;
D.当氨碳比n(NH3):n(CO2)=4 时,假设n(NH3)=4amol,n(CO2)=amol,由图乙可知,平衡时CO2的转化率为60%,故达到平衡时消耗CO2的物质的量为0.6amol,2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l),根据反应物、生成物的变化的物质的量之比等于化学计量数之比可知,达到平衡时消耗NH3的物质的量为1.2amol,所以NH3的平衡转化率为=30%,D正确;
答案选B。
【题目】氮的化合物在生产生活中广泛存在。
(1)①氯胺(NH2Cl)的电子式为________。可通过反应NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g)制备氯胺,已知部分化学键的键能如右表所示(假定不同物质中同种化学键的键能一样),则上述反应的ΔH=_________。
化学键 | 键能/(kJ·mol-1) |
N-H | 391.3 |
Cl-Cl | 243.0 |
N-Cl | 191.2 |
H-Cl | 431.8 |
②NH2Cl与水反应生成强氧化性的物质,可作长效缓释消毒剂,该反应的化学方程式为________。
(2)用焦炭还原NO的反应为:2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g),向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为400℃、400℃、T℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO,测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示:
t/min | 0 | 40 | 80 | 120 | 160 |
n(NO)(甲容器)/mol | 2.00 | 1.50 | 1.10 | 0.80 | 0.80 |
n(NO)(乙容器)/mol | 1.00 | 0.80 | 0.65 | 0.53 | 0.45 |
n(NO)(丙容器)/mol | 2.00 | 1.45 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
①该反应为____________(填“放热”或“吸热”)反应。
②乙容器在200min达到平衡状态,则0~200min内用NO的浓度变化表示的平均反应速率v(NO)=_________。
(3)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1molNO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_____Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是______(填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。