Question

尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物．工业上合成尿素的反应如下：2NH3（g）+CO2（g）?CO（N

尿素[CO（NH2）2]是首个由无机物人工合成的有机物．工业上合成尿素的反应如下：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O （l）△H＜0．回答下列问题：（1）已知工业上合成尿素分两步进行，相关反应如下：反应Ⅰ：2NH3（g）+CO2（g）?NH2COONH4（s）△H1＜0反应Ⅱ：NH2COONH4（s）?CO（NH2）2（l）+H2O （l）△H 2＞0下列示意图中[a表示2NH3（g）+CO2（g），b表示NH3COONH4（s），c表示CO（NH2）2（l）+H2O（l）]，能正确表示尿素合成过程中能量变化曲线是（填序号）______．（2）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在恒定温度下，将氨气和二氧化碳按2：1的物质的量之比充入一体积为10L的密闭容器中（假设容器体积不变，生成物的体积忽略不计），经20min达到平衡，各物质浓度的变化曲线如图（1）所示①在上述条件下，从反应开始至20min时，二氧化碳的平均反应速率为______．②为提高尿素的产率，下列可以采取的措施有______．A．缩小反应器的容积 B．升高温度 C．平衡体系中及时分离出少量CO（NH2）2 D使用合适的催化剂③该反应的平衡常数表达式K=1c(NH3)?c(CO2)21c(NH3)?c(CO2)2若升高体系的温度，容器中NH3的体积分数将______（填“增加”、“减小”、“不变”）．④若保持平衡的温度和体积不变，25min时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳，在40min时重新达到平衡，请在图（2）中画出25～50min内氨气的浓度变化曲线．

Answer 1

（1）当反应物的能量高于生成物的能量时，反应是放热反应，当反应物的能量低于生成物的能量时，反应是吸热反应，据反应Ⅰ：2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H₁＜0，
反应Ⅱ：NH₂COONH₄（s）?CO（NH₂）₂（I）+H₂O（I）△H₂＞0，可以知道2NH₃（g）和CO₂（g）的能量和高于NH₂COONH₄（s）的能量，NH₂COONH₄（s）的能量低于CO（NH₂）₂（I）+H₂O（I）的能量，故C正确；
故答案为：C；
（2）①从反应开始至20min时，二氧化碳的平均反应速率=

0.3mol/L?0.1mol/L

20min

=0.01mol/（L?min），故答案为：0.01mol/（L?min）；
②为提高尿素的产率，可以是化学平衡向着正反应方向进行，
A．缩小反应容器的容积，即增大压强，化学平衡正向移动，故A正确；
B．升高温度，化学平衡2NH₃（g）+CO₂（g）?NH₂COONH₄（s）△H₁＜0逆向移动，故B错误；
C．CO（NH₂）₂为固体，改变其物质的量浓度不变，对平衡无响应，所以及时分离出CO（NH₂）₂不能增大产率，故C错误；
D．使用合适的催化剂，不会引起平衡的移动，故D错误
故选A；
③反应中只有NH₃（g）和CO₂为气体，其它均为固体或液态，则该反应的平衡常数表达式K=

1

c(NH3)?c(CO2)2

，反应的产物是液态，只有反应物是气态，若升高体系的温度，容器中NH₃的体积分数不会改变，
故答案为：

1

c(NH3)?c(CO2)2

；不变；
④25min时再向容器中充入2mol氨气和1mol二氧化碳，在40min时重新达到平衡，则建立的是等效平衡，氨气的平衡浓度保持不变，曲线如下：，
故答案为：．