Question

氨气是一种重要的化工产品，是生产铵盐、尿素等的原料。工业合成氨的反应如下:N₂(g) +3H₂(g) 2NH₃(g)   △H=一92. 4 KJ·mol^-1

（1）2NH₃(g) N₂(g) +3H₂(g)在恒容密闭容器中达到平衡的标志有

①单位时间内生成3n mol H₂:同时生成2n mol NH₃②用NH₃、N₂、H₂表示反应速率比为2∶1∶3 ③混合气体的密度不再改变 ④混合气体压强不再改变 ⑤混合气体平均相对分子质量不再改变

A.①③④     B.①②④⑤    C.①④⑤     D.②③④

（2）工业上常用CO₂和NH₃通过如下反应合成尿素[CO(NH₂)₂]。

t℃时，向容积恒定为2L的密闭容器中加入0.10 molCO:和0. 40 molNH₃ ,70 min开始达到平衡。反应中CO₂ ( g)的物质的量随时间变化如下表所示:

时间／min	0	30	70	80	100
n(CO2) ／mol	0.10	0.060	0.040	0.040	0.040

 

①20 min时，υ_正(CO₂ )_　　　　　80 min时。υ_逆(H₂O)(填“>”、“=”或“<”)。

②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将_     (填“增大”、“不变”或“减小”)。

③上述可逆反应的平衡常数为_       (保留二位小数)。

④根据表中数据在图甲中绘制出在t℃下NH₃的转化率随时间变化的图像;保持其它条件不变;则(t+10)℃下正确的图像可能是          (填图甲中的“A”或“B”)。

⑤图乙所示装置(阴、阳极均为惰性电极)可用于电解尿素〔CO(NH2)2〕的碱性溶液制取氢气。该装置中阳极的电极反应式为                 ，若两极共收集到气体22. 4L(标

况)，则消耗的尿素为             g(忽略气体的溶解)。

 

Answer 1

【答案】

21.（1）C; （2）①>;②增大；③76.53④B⑤CO(NH₂)₂ -6e^- + 8OH^- = CO₃^2- + N₂ +6H₂O

【解析】

试题分析： （1）  ①单位时间内生成3n mol H₂:同时生成2n mol NH₃,相当于同一物质的正逆反应速率相等，正确；②用NH₃、N₂、H₂表示反应速率比为  2∶1∶3 ，无论是平衡还是没有平衡这个关系均成立，错误；③混合气体的密度不再改变，由于在整个恒容容器中，气体质量不变，所以密度一直不变，不能做为平衡判断依据，错误； ④气体总物质的量反应前后发生改变，混合气体压强不再改变时可以做为判断依据，正确； ⑤混合气体平均相对分子质量等于总质量除以总物质的量，质量不变但总物质的量发生改变，当不再改变时说明达到平衡，正确；（2）①由于没有达到平衡，平衡正向正反应方向时进行，所以20 min时υ_正(CO₂ )应该大于80 min时。②在100 min时，保持其它条件不变，再向容器中充入0. 050 mo1CO₂和0. 20 molNH₃，相当于开始加入了反应物量是0. 150 mo1CO₂和0. 60 molNH₃，由于是恒容容器，相当于增加了压强平衡右移，重新建立平衡后CO₂的转化率与原平衡相比将增大。③根据三态法可以计算为：

开始：0.1  0.4                0         0

转化：0.06 0.12               0.06     0.06

平衡：0.04  0.28              0.06     0.06

上述可逆反应的平衡常数为K=0.03*0.03/0.14²*0.02=76.53。④由t℃到(t+10)℃升高了温度平衡逆向移动，氨气的转化率降低，故选正确的图像可能是B。⑤在电解池中阳极反应应该是失电子的，应该生成氮气，故电极反应为CO(NH₂)₂ -6e^- + 8OH^- = CO₃^2- + N₂ +6H₂O，阴极有氢气生成，根据电子守恒，当阳极生成1mol氮气时阴极应该有3mol氢气生成，当共有1mol气体生成时，可求出有氮气0.25mol,生成尿素0.25mol,求得质量15g。

考点：本题考查了化学平衡状态的判断，题目难度不大，本题注意把握化学平衡状态判断的角度，特别是正逆反应速率的关系，为易错点。