Question

尿素[CO(NH₂)₂]是一种高效化肥，也是一种化工原料。

（1）恒温恒容下，在某密闭容器中充入CO(NH₂)₂和H₂O，在120℃、催化剂作用下发生反应：CO(NH₂)₂ (s) + H₂O(g)2 NH₃(g)+CO₂(g)  △H >0。该反应的化学平衡常数的表达式K=              。

关于该反应的下列说法正确的是         

A．混合气体的平均相对分子质量不再改变，可以作为化学平衡到达的标志

B．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大

C．降低温度使CO(NH₂)₂的转化率增大

D．达到平衡后，再充入少量H₂O，重新达到平衡，H₂O的转化率会减小

（2）一定条件下，某密闭容器中充入等物质的量的NH₃和CO₂，发生反应：CO₂(g) +2NH₃(g)CO (NH₂)₂ (s) +H₂O(g)，混合气体中NH₃的体积分数[φ(NH₃)]随时间变化关系如图所示。

则a点的正反应速率V_正(CO₂)_________ b点的逆反应速率V_逆(CO₂)(填“>”、“=”或“<”)；氨气的平衡转化率是___________ 。

Answer

（1） (2分) ad(2分)

（2）>(2分) 75% (2分)

【解析】

试题分析：（1）反应CO(NH2)2 (s) + H2O(g)2 NH3(g)+CO2(g) 化学平衡常数的表达式K=；a．反应体系中有固体，反应只有达到平衡时气体的总质量才保持不变，混合气体的平均相对分子质量不再改变，故a正确；b．平衡常数只与温度有关，故b错误；c．降低温度，平衡逆向移动，CO(NH2)2的转化率降低，故c错误；d．达到平衡后，再充入少量H2O，平衡正向移动，H2O的转化率会减小，故d正确，答案为ad；

（2）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=20%；解得x=37.5mol，

故氨气的平衡转化率==75%。

【考点定位】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

【名师点晴】从（2）题中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。