Question

20．工業(yè)上常用CO₂和NH₃通過如下反應合成尿素[CO（NH₂）₂]．
2NH₃（g）+C0₂（g）$\stackrel{一定條件}{?}$C0（NH₂）₂ （g）+H₂0（g）△H＜0
t℃時，向容積恒定為2L的密閉容器中加入0.10molCO₂和0.40molNH₃，70min開始達到平衡．反應中CO₂（g）的物質的量隨時間變化如下表所示：

時間/min	0	20	70	80	100
萬（CO2）/mol	0.10	0.060	0.020	0.020	0.020

①70min 時，平均反應速率（CO₂ ）=5.7×10^-4mol/（L•min）mol/（L min）．
②在100min時，保持其它條件不變，再向容器中充入0.050mo1CO和0.20molNH₃，重新建立平衡后CO₂的轉化率與原平衡相比將增大 （填“增大”、“不變”或“減小”）．
③上述可逆反應的平衡常數為277.8（保留一位小數）．
④如圖所示裝置（陰、陽極均為惰性電極）可用于電解尿素〔CO（NH₂）₂〕的堿性溶液制取氫氣．該裝置中陽極的電極反應式為CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O．

Answer 1

分析 ①根據反應速率v=$\frac{△c}{△t}$來計算化學反應速率；
②當向容器中再加入氣體，相當于增大壓強，會向著氣體系數和減小的方向進行；
③根據三行式計算達到平衡時各物質的濃度，進而計算化學反應的平衡常數；
④電解尿素〔CO（NH₂）₂〕的堿性溶液，在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應，據此書寫電極反應式．

解答 解：①70min時，平均反應速率υ （CO₂ ）=$\frac{\frac{0.1mol-0.02mol}{2L}}{70min}$mol/（L•min）=0.00057mol/（L•min）=5.7×10^-4mol/（L•min），
故答案為：5.7×10^-4mol/（L•min）；
 ②在100min時，保持其它條件不變，再向容器中充入0.050mo1CO₂和0.20molNH₃，重新建立平衡后相當于增大壓強，會向著氣體系數和減小的方向進行，即向著正方向進行，所以CO₂的轉化率與原平衡相比將增大，故答案為：增大；
③可逆反應在70min時達到了平衡，
         CO₂（g）+2NH₃（g）$\stackrel{一定條件}{?}$CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
初始濃度：0.05     0.2                            0
變化濃度：0.04     0.08                         0.04
平衡濃度：0.01      0.12                       0.04
所以K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•{c}^{2}（N{H}_{3}）}$=$\frac{0.04}{0.01×0.1{2}^{2}}$≈277.8，
故答案為：277.8；
④電解尿素〔CO（NH₂）₂〕的堿性溶液，在陽極上發(fā)生失電子的氧化反應，電極反應式為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O，
故答案為：CO（NH₂）₂+8OH^--6e^-=CO₃^2-+N₂↑+6H₂O．

點評 本題考查較為綜合，為高考常見題型，側重于學生的分析、計算能力的考查，題目涉及燃料電池的電極反應式、化學反應速率和平衡的有關計算等重要考點，綜合性較強，難度較大．