Question

4．已知合成尿素的反应为2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（s）+H₂O（g）．将体积比为14：13的NH₃与CO₂的混合气体置于密闭容器中，若反应达到平衡后增大压强，混合气体的平均相对分子质量（　　）

• A． 变小
• B． 不变
• C． 增大
• D． 可能增大、减小，也可能不变

Answer 1

分析 增大压强，上述平衡将向正反应方向移动，结果混合气体的总质量减小，混合气体的总物质的量也减小，混合气体的物质的量每减少2mol，就有1molCO（NH₂）₂生成，气体的总质量就减少60g，设原平衡时混合气体总质量为mg，总物质的量为n mol，增大压强平衡移动后气体物质的量减小2xmol，则新平衡时平均相对分子质量为$\frac{m-60x}{n-2x}$，原平衡时相对分子质量为$\frac{m}{n}$，若$\frac{m-60x}{n-2x}$=$\frac{m}{n}$，可得$\frac{m}{n}$=30，因此，若原平衡混合气体的$\overline{Mr}$＞30，平衡正向移动后$\overline{Mr}$增大；若原平衡混合气体的$\overline{Mr}$=30，平衡正向移动后$\overline{Mr}$不变；若原平衡混合气体的$\overline{Mr}$＜30，平衡正向移动后$\overline{Mr}$减小，计算原混合气体的平均相对分子质量判断．

解答 解：增大压强，上述平衡将向正反应方向移动，结果混合气体的总质量减小，混合气体的总物质的量也减小，混合气体的物质的量每减少2mol，就有1molCO（NH₂）₂生成，气体的总质量就减少60g，设原平衡时混合气体总质量为mg，总物质的量为n mol，增大压强平衡移动后气体物质的量减小2xmol，则新平衡时平均相对分子质量为$\frac{m-60x}{n-2x}$，原平衡时相对分子质量为$\frac{m}{n}$，若$\frac{m-60x}{n-2x}$=$\frac{m}{n}$，可得$\frac{m}{n}$=30，因此，若原平衡混合气体的$\overline{Mr}$＞30，平衡正向移动后$\overline{Mr}$增大；若原平衡混合气体的$\overline{Mr}$=30，平衡正向移动后$\overline{Mr}$不变；若原平衡混合气体的$\overline{Mr}$＜30，平衡正向移动后$\overline{Mr}$减小，
开始时原混合气体的平均相对分子质量为$\frac{14×17+13×44}{14+13}$=30，因此增大压强，平衡正向移动后气体的平均相对分子质量不变，始终为30，
故选：B．

点评 本题考查化学平衡计算，题目粗看平均相对分子质量如何变化似乎无法判断，关键仔细分析气体物质的量减小与质量减小关系，再结合相对分子质量表达式利用作差解答，难度较大．