工业上以CO
2和NH
3为原料合成尿素.在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:2NH
3(g)+CO
2(g)⇌NH
2CO
2NH
4(s)△H
1=-159.47kJ•mol
-1反应Ⅱ:NH
2CO
2NH
4(s)⇌CO(NH
2)
2(s)+H
2O(g)△H
2=+72.49kJ•mol
-1总反应Ⅲ:2NH
3(g)+CO
2(g)⇌CO(NH
2)
2(s)+H
2O(g)△H
3回答下列问题:
(1)在相同条件下,反应Ⅰ分别在恒温恒容容器中和绝热恒容容器中进行,二者均达到平衡后,c(CO
2)
恒温 c(CO
2)
绝缘(填“大于”、“小于”或“等于”):△H
3=
.
(2)某研究小组为探究反应Ⅰ中影响c(CO
2)的因素,在恒温下将0.4molNH
3和0.2molCO
2放入容积为2L的密闭容器中,t
1时达到化学平衡,c(CO
2)随时间t变化曲线如图1所示,在0-t
1时间内该化学反应速率v(NH
3)=
;若其他条件不变,t
1时将容器体积压缩到1L,t
2时达到新的平衡.请在图1中画出t
1-t
2时间内c(CO
2)随时间t变化的曲线.
(3)在150℃时,将2molNH
3和1molCO
2置于aL密闭容器中,发生反应Ⅲ,在t时刻,测得容器中CO
2转化率约为73%,然后分别在温度为160℃、170℃、180℃、190℃时,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO
2转化率并绘制变化曲线(见图2).在150℃-170℃之间,CO
2转化率呈现逐渐增大的变化趋势,其原因是
.180℃时反应Ⅲ的平衡常数K
3=
(用含a的式子表示).
(4)侯氏制碱法主要原料为NaCl、CO
2和NH
3,其主要副产品为NH
4Cl,已知常温下,NH
3•H
2O的电离常数K
b=1.8×10
-5,则0.2mol•L
-1NH
4Cl溶液的pH约为
(取近似整数).