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氨是最重要的化工产品之一。（1）合成氨用的氢气可以甲烷为?【化学平衡】
2016-12-26 15:09:05
来源:91考试网
作者:www.91exam.org 【 大 中 小】
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计算题 氨是最重要的化工产品之一。
（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。
反应①②③为_________反应（填“吸热”或“放热”）。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。
① ② ③
（2）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g) CO(NH 2)2(l)+H2O(g)。
①某温度下，向容积为10L的密闭容器中通入2mol NH3和1molCO2，反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。该温度下平衡常数K的计算结果为____________。
②为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的的是_____________
| A．提高NH3的浓度 | B．增大压强
| | C．及时转移生成的尿素 | D．使用更高效的催化剂
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计算题 氨是最重要的化工产品之一。
（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。
反应①②③为_________反应（填“吸热”或“放热”）。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。
① ② ③
（2）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
①某温度下，向容积为10L的密闭容器中通入2mol NH3和1molCO2，反应达到平衡时CO2的转化率为50% 。该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。该温度下平衡常数K的计算结果为____________。
②为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的的是_____________
| A．提高NH3的浓度 | B．增大压强
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| C．及时转移生成的尿素 | D．使用更高效的催化剂
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本题答案：（16分）（1）放热（2分） CH4
本题解析：
试题分析：（1）读图可知，①②③的反应物能量都高于生成物能量，所以三个反应都是放热反应；已知：①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H1=－282kJ?mol－1，②1/2O2(g)+ H2(g)=H2O(g) △H2=－241.8kJ?mol－1，③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=－846.3kJ?mol－1，观察可知，③—②×3—①能够约去2O2(g)、CO2(g)，根据盖斯定律可以得到的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g) ΔH=+161.1kJ?mol－1；（2）①已知可逆反应中氨气、二氧化碳、水都是气体，而尿素是纯液体，纯液体或固体物质不写入化学平衡常数表达式，由平衡常数定义式可得：K=c(H2O)/[ c2(NH3) ?c(CO2)]；根据三行浓度法，则：
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g)
起始浓度/ mol?L－1 0.2 0.1 0
变化浓度/ mol?L－1 0.1 0.05 0.05
平衡浓度/ mol?L－1 0.1 0.05 0.05
K=c(H2O)/[ c2(NH3) ?c(CO2)]=0.05mol?L－1÷(0.1mol?L－1)2÷(0.05mol?L－1)=100L2?mol－2
②提高氨气的浓度，增大一种反应物浓度，平衡右移，则另一种反应物的转化率增大，所以二氧化碳的平衡转化率增大，故A正确；制取尿素是气态物质体积减小的反应，增大压强平衡右移，则反应物的转化率均增大，故B正确；尿素是纯液体，及时转移生成的尿素，不能减小尿素的浓度，则平衡不移动，所以二氧化碳的平衡转化率不变，故C错误；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，则反应物的转化率不变，故D错误。
考点：考查反应热、热化学方程式、盖斯定律、化学平衡常数及其计算、外界条件对化学平衡的影响。
本题所属考点：【化学平衡】
本题难易程度：【困难】
Experience is the name everyone gives to their mistakes. 人人都把自己的错误美其名为经验。
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