Question

(本题共12分)合成尿素的反应为：2NH₃(g)＋CO₂(g) CO(NH₂)₂(s)＋H₂O(g)＋Q（Q＞0）。一定条件下，在10 L的恒容密闭容器中，充入2 mol NH₃和1 mol CO₂，反应经5 min后达到平衡，测得容器中气体的密度为4.2 g/L。

完成下列填空：

23．平均反应速率υ(NH₃)＝____________。

24．下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_________（填序号）。

a．2υ_正(NH₃)＝υ_逆(H₂O)       

b．气体的平均相对分子质量不随时间而变化

c．NH₃和CO₂的比例保持不变

d．气体的压强不再发生变化

25．为提高尿素的产率，工业上用该反应生产尿素时，合适的反应条件是_______（填序号）。

a．200℃        b．800℃      c．101 kPa      d．24000 kPa

26．上述反应所涉及的4种元素中，原子半径从大到小的排列顺序为_________；原子核外有2个未成对电子的元素是________；反应所涉及的化合物中仅有一种是非极性分子，其电子式为_____________。

27．下列能用于判断氮、碳两种元素非金属性强弱的是________（填序号）。

a．气态氢化物沸点           b．最高价氧化物对应水化物酸性强弱

c．HCN中，碳为＋2价         d．单质晶体类型

Answer

23．0.024mol/(L·min) ；24．b d；

25．a d；26．C>N>O>H；C、O； ；27．bc 。

【解析】

试题分析：23.根据反应方程式可知：每有2mol的NH3发生反应，反应后气体的质量会减少60g。现在反应前气体的质量是：2 mol ×17g/mol+1 mol×44g/mol=78g,反应后气体的质量是4.2 g/L×10L=42g，减少了36g，则反应消耗的NH3的物质的量是：（60÷36）×2mol=1.2mol，则平均反应速率υ(NH3)＝1.2mol÷10L÷5 min=0.024mol/(L·min)；

24．a．在任何时刻都存在υ正(NH3)＝2υ正(H2O) ，若2υ正(NH3)＝υ逆(H2O) ，则υ正(H2O) =4υ逆(H2O) ，反应未处于平衡状态，错误；b．由于反应前后气体的物质的量、气体的质量不等，若气体的平均相对分子质量不随时间而变化，则气体的物质的量、气体的质量不变，反应处于平衡状态，正确；c．NH3和CO2的加入比例与反应消耗的比例相同，所以在任何时刻都存在二者的比例保持不变，因此不能判断反应处于平衡状态，错误；d．由于该反应是反应前后气体的物质的量变化的反应，若气体的物质的量不变，则气体的压强不再发生变化，反应处于平衡状态，正确。答案是bd；

25．合成尿素的反应是气体体积减小的放热反应，为提高尿素的产率，根据平衡移动原理，反应应该在低温、高压条件下进行故答案是ad；

26．同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小；不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大。所以在上述反应所涉及的4种元素中，原子半径从大到小的排列顺序为 C>N>O>H；根据原子核外电子的能级排布图可知原子核外有2个未成对电子的元素是C、O，它们反应所涉及的化合物中仅有一种是非极性分子，碳原子与两个氧原子形成四对共用电子 ，使每个原子都达到8个电子的稳定结构，其电子式为。

27．元素的非金属性越强，其相应的氢化物的稳定性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，形成共用电子对时，共用电子偏向吸引电子能力强的元素一方，元素表现为负化合价。a．气态氢化物沸点与分子间作用力的大小有关，与元素的非金属性强弱无关，因此不能证明元素的非金属性强弱，错误；b．元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，所以根据元素最高价氧化物对应水化物酸性强弱可以判断元素的非金属性强弱，正确；c．HCN中，结构式是H-C≡H，C、N原子形成共价键，共用电子对偏向吸引电子能力强的N原子一方，C、H形成共价键，偏向吸引电子能力强的C 原子，所以碳为＋2价，可以证明元素的非金属性N>C，正确； d．单质晶体类型不能判断元素的非金属性强弱，错误。故答案是bc；

考点：考查化学反应速率的计算、化学平衡状态的判断及化学平衡移动原理的应用、及物质结构的知识。