题目

题型：不详难度：来源：

(15分)尿素（H₂NCONH₂）是一种非常重要的高氮化肥，工业上合成尿素的反应如下：
2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂ (l)  △H＝－103.7 kJ·mol^－1
试回答下列问题：
⑴下列措施中有利于提高尿素的产率的是___________。
A．采用高温
B．采用高压
C．寻找更高效的催化剂
⑵合成尿素的反应在进行时分为如下两步：
第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂NCOONH₄(氨基甲酸铵) (l)  △H₁
第二步：H₂NCOONH₄(l)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂(l)          △H₂
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示：

①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定，总反应进行到_________min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO₂的物质的量如图所示，则用CO₂表示的第一步反应的速率v(CO₂)＝_______________________。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示，则△H_{2__________}0（填“＞”“＜”或“＝”）

答案

15分）⑴B   
⑵①2    55       ②0.148 mol/(L·min)           ③＞
（每空3分，共15分）

解析

（1）由方程式2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂ (l)  △H＝－103.7 kJ·mol^－1，可知正反应方向为气体体积减少的方向，在高压条件下，平衡将正反应方向移动，从而提高尿素的产率
（2）①合成尿素的反应在进行时分为如下两步：
第一步：2NH₃(l)＋CO₂(g)  H₂NCOONH₄(氨基甲酸铵) (l)  △H₁
第二步：H₂NCOONH₄(l)  H₂O(l)＋H₂NCONH₂(l)          △H₂；
从图形分析，第一步反应达平衡时时间更短，第二步反应达平衡时间更长，所以，合成尿素总反应的快慢由第二步决定；总反应进行到55min时到达平衡。
②v(CO₂)＝0.148 mol/(L·min)；
③由图II可得，△H₂＞0；