Question

（13分）近些年来，世界各地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等是导致极端天气的重要因素，研究这些化合物的综合处理具有重要意义。
（1）工业上可利用二氧化碳和氨气合成尿素，其总反应如下：
2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(l)+H₂O(l) ，该反应在         （填“较高温度”或“较低温度”）下能自发进行。
（2）已知合成尿素分两步进行：
第1步：2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s) 
第2步：NH₂COONH₄(s) CO(NH₂)₂(l)+ H₂O(l) 
下列示意图中[a表示2NH₃(g)+ CO₂(g)，b表示NH₂COONH₄(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的是（填序号）        。

（3）合成尿素过程中，当NH₃与CO₂的物质的量之比为1:2时，NH₃
的转化率随时间的变化关系如图所示。

①A点的逆反应速率v_逆(CO₂)          B点的逆反应速率
v_逆 (CO₂)(填“﹤”“﹥”或“=”)。
②达到平衡时，CO₂的转化率为          。
（4）活性炭可用于处理大气污染物NO，在某1L恒容密闭容器中加入  0.100molNO      和2.030mol固体活性炭（无杂质），生成气体E和气体F。当温度分别在T₁℃和T₂℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表：

物质 n/mol T/℃	活性炭	NO	E	F
T1	2.000	0.040	0.030	0.030
T2	2.005	0.050	0.025	0.025

①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式                                。
②上述反应在T₁℃时的平衡常数为K₁，在T₂℃时的平衡常数为K₂。计算K₁=         ，根据题给信息判断，T₁和T₂的关系是           。
A. T₁>T₂     B. T₁<T₂         C.无法比较 
③若密闭容器为容积可变，根据化学反应原理，分析增加压强对该反应的影响                                          
                                                  。

Answer 1

（13分）（1）较低温度（1分）
（2）C（1分）
（3）① < （1分） ②15%（2分）
（4）① C+2NON₂+CO₂（2分）
②9/16（写成小数也得分0.5625）（2分）  C （2分）
③该反应气体分子总数不变，在其他条件不变时，压强升高，平衡不会移动，NO的转化率不会改变，压强升高，使NO浓度增加，反应速率增大。（2分）

试题分析：（1）根据反应自发进行的判断依据，该反应是焓减熵减的反应，所以反应在低温时自发；
（2）2NH₃(g)+CO₂(g) NH₂COONH₄(s) ，为放热反应，所以反应物总能量大于生成物总能量，则a在b的上方；NH₂COONH₄(s) CO(NH₂)₂(l)+ H₂O(l) 为吸热反应，则b在c的下方；2NH₃(g)+CO₂(g) CO(NH₂)₂(l)+H₂O(l) ，是放热反应，则a在c的上方，所以答案选选择C；
（3）①A点的氨气的转化率低于B点氨气的转化率，说明反应未达平衡，正向进行，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，A点的逆反应速率<B点的逆反应速率；
②平衡时氨气的转化率为60%，设开始时氨气、二氧化碳的物质的量分别a、2a,则消耗氨气0.6a，消耗二氧化碳0.3a，所以二氧化碳的转化率为0.3a/2a×100%=15%；
（4）①T₁℃时，消耗NO的物质的量是0.06mol,生成E、F的物质的量都是0.03mol，所以NO与E、F的化学计量数之比是2:1:1，则NO与活性炭反应的化学方程式C+2NON₂+CO₂；
②根据表中数据计算K₁=c(CO₂)c(N₂)/c(NO)²=0.03²/0.04²=9/16;同理可计算K₂=1/4，K₁>K₂，但是该反应的热效应未给出，所以T₁和T₂的大小无法判断，答案选C；
③根据压强对反应速率和平衡的影响，判断增加压强对该反应的影响是：该反应气体分子总数不变，在其他条件不变时，压强升高，平衡不会移动，NO的转化率不会改变，压强升高，使NO浓度增加，反应速率增大。