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2.尿素是蛋白质代谢的产物,也是重要的化学肥料,工业合成尿素反应如下:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)
(1)在一个真空恒容密闭容器中充入CO2和NH3发生上述反应合成尿素,恒定温度下混合气体中的氨气含量如图所示.A点的正反应速率v正(CO2)>B点的逆反应速率v逆(CO2)(填“>”、“<”或“=”);氨气的平衡转化率为75%.
(2)氨基甲酸铵是合成尿素的一种中间产物.将体积比为2:1的NH3和CO2混合气体充入一个容积不变的真空密闭容器中,在恒定温度下使其发生下列反应并达到平衡:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s) 将实验测得的不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃)15.020.025.030.035.0
平衡气体总浓度(10-3mol/L)2.43.44.86.89.4
①关于上述反应的焓变、熵变说法正确的是A.
A.△H<0,△S<0  B.△H>0,△S<0  C.△H>0,△S>0,D.△H<0,△S>0.

分析 (1)图象分析氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变,说明B点反应达到平衡状态,A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量,说明反应正向进行达到平衡状态,A点的正反应速率大于B点的正反应速率;依据氨气的体积分数结合平衡三段式列式计算平衡转化率;
(2)①根据表中的数据分析:温度越高,则平衡气体的总浓度越大,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应反应是放热反应;
反应物是气体,产物是固体,该反应是熵减小的过程,依此进行判断.

解答 解:(1)氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变,说明B点反应达到平衡状态,A点氨气体积百分含量大于B的氨气体积百分含量,说明反应正向进行达到平衡状态,A点的正反应速率大于B点的正反应速率,故v正(CO2)>v逆(CO2);
设氨气为50mol,二氧化碳为50mol,氨气消耗的物质的量x,开始氨气体积分数为50%,则               
            2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)
起始量(mol)   50     50         0              0
变化量(mol)   x    0.5x         0.5x          0.5x
平衡量(mol) 50-x  50-0.5x       0.5x          0.5x
平衡时氨气的体积分数为20%,故$\frac{50-x}{50-0.5x+50-x+0.5x}×100%$=20%;解得x=37.5mol,
故氨气的平衡转化率=$\frac{37.5mol}{50mol}×100%$=75%,
故答案为:>;75%;
(2)①根据表中的数据分析:温度越高,则平衡气体的总浓度越大,所以升高温度,平衡逆向移动,正反应反应是放热反应,故△H<0;
反应物是气体,产物是固体,该反应是熵减小的过程,即,△S<0,
故选A.

点评 本题考查化学反应速率及转化率的相关计算、化学平衡的移动原理等知识,难度中等.

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