Question

18．合理应用和处理氮的化合物，在生产生活中有重要意义．密闭容器中以等物质的量的NH₃和CO₂为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO₂（g）+2NH₃（g）?CO（NH₂）₂ （s）+H₂O（g），混合气体中NH₃的物质的量分数[ϕ（NH₃）]随时间变化关系如图所示．则a点的正反应速率υ_正（CO₂）＞b点的逆反应速率υ_逆（CO₂）（填“＞”、“=”或“＜”）；氨气的平衡转化率是75%．

Answer 1

分析 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．

解答 解：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）；
设氨气消耗物质的量x，开始氨气体积分数为50%，假设氨气为50mol，二氧化碳为50mol，
             CO₂+2NH₃?（NH₂）₂CO+H₂O
起始量（mol） 50  50      0       0
变化量（mol） 0.5x x     0.5x   0.5x
平衡量（mol） 50-0.5x 50-x 0.5x 0.5x
氨气的体积分数=$\frac{50-x}{50-0.5x+50-x+0.5x}$=20%；解得x=37.5mol，
氨气的平衡转化率=$\frac{37.5mol}{50mol}$×100%=75%，
故答案为：＞；75%．

点评 本题考查化学平衡的移动及平衡的计算，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度大，熟悉平衡原理是解题关键．