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【(2013•温州一模)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(I)+H2O(I)△H<0.回答下列问题:(1)已知工业上合成尿】
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问题描述:

(2013•温州一模)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(I)+H2O(I)△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(I)+H2O(I)△H2>0

下列示意图1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下图2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.缩小反应容器的容积B.升高温度

C.平衡体系中及时分离出CO(NH2)2D.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)2

1c(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”或“不变”).

④若保持平衡的温度和压强不变,再向容器中充入3mol的氨气,则此时v正______v逆(填“>”“=”或“<”),判断理由向容器中充入3mol的氨气,体系的体积变大,氨气和二氧化碳的浓度分别为0.25mol/Lhe0.05mol/L,此时1c(NH3)•c(CO2)2>K,平衡会向逆反应方向移动,逆反应速率大于正反应速率

向容器中充入3mol的氨气,体系的体积变大,氨气和二氧化碳的浓度分别为0.25mol/Lhe0.05mol/L,此时1c(NH3)•c(CO2)2>K,平衡会向逆反应方向移动,逆反应速率大于正反应速率

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,请在上图中画出25~50min内氨气的浓度变化曲线.

刘升贵回答:
  (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...
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