Question

【題目】(14分)安對(duì)于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國(guó)防等都具有重要意義。

（1）工業(yè)上以CO2和NH3為原料在一定條件下合成尿素的化學(xué)方程式為CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2|(s)+H2O(g)，隨溫度升高，尿素的產(chǎn)率降低。則該反應(yīng)的△H____0(填“>”或“<”)；若反應(yīng)體系的容積為1L，某溫度下通入1molCO2和2molNH3，2min時(shí)達(dá)到平衡，H2O(g)的物質(zhì)的量為0.8mol，則0～2min時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)速率v(NH3)=______mol/(L·min)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)可表示為K=_______。

（2）合成氨的原料之一為氫氣，以天然氣為原料制備氫氣的原理如下：

CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H>0

下列措施一定能使平衡體系中氫氣百分含量增大的是______

A．升高溫度 B．增大水蒸氣濃度 C．加入催化劑 D．減小壓強(qiáng)

（3）T℃時(shí)，將1molCO和H2的混合氣體與0.2molH2O(g)混合，發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0，得到1.18molCO、CO2和H2的混合氣體，測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為90%,則原混合氣體中CO和H2的體積比為_(kāi)______，若容器的容積為2L，該溫度下平衡常數(shù)K=_______。

（4）在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0。已知c(H2)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖甲中曲線I所示。若起始時(shí)容器的容積是上述密閉容器的1/2,其他條件不變，請(qǐng)?jiān)趫D甲中畫(huà)出c(H2)隨反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線II。

（5）圖乙是在一定溫度和壓強(qiáng)下合成氨反應(yīng)中H2和N2的起始物質(zhì)的量之比與NH3平衡體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系。圖中a點(diǎn)的橫坐標(biāo)為_(kāi)_____；若按此網(wǎng)站的量之比投料，達(dá)到平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)為14.5%,則a點(diǎn)的縱坐標(biāo)為_(kāi)_____。

Answer 1

【答案】（1） <(1分)；0.8(1分) ； (1分) ；（2）ad (2分) （3）1:4(2分) 441(2分)

（4） (1分)；（5）3(2分)；42(1分)。

【解析】

試題分析：（1）升高溫度，尿素的產(chǎn)率降低，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)方程式可知：每反應(yīng)產(chǎn)生1mol水，會(huì)發(fā)生反應(yīng)消耗1molCO2,2molNH3，則2min達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)產(chǎn)生0.8mol水，則反應(yīng)消耗CO2物質(zhì)的量是0.8mol，NH3的物質(zhì)的量是1.6mol，故氨氣的反應(yīng)速率是v(NH3)=1.6mol÷1L÷2min=0.8mol/(L·min)；化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各種生成物濃度冪之積與各種反應(yīng)物濃度冪之積的比，故該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=；（2）該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，所以升高溫度、減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡都向正反應(yīng)方向移動(dòng)，H2的百分含量一定增大，所以ad正確；增大水蒸氣的濃度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，但H2的百分含量不一定增大，b錯(cuò)誤；加入催化劑化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)，c錯(cuò)誤。（3）設(shè)原混合氣體中CO的物質(zhì)的量為xmol，則

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始(mol) x 0.2 0 1-x

轉(zhuǎn)化(mol) 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x

平衡(mol) 0.1x 0.2-0.9x 0.9x 1-0.1x

0.1x+0.9x+1-0.1x=1.18,解得x=0.2,則原混合氣體中H2的物質(zhì)的量為0.8mol，故CO和H2的體積比為1:4,K=；（4）增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間小于10min；由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)，平衡時(shí)氫氣的濃度恰好是原平衡的2倍。圖像為 ；（5）當(dāng)H2和N2的開(kāi)始物質(zhì)的量的比等于方程式中二者的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，NH3的體積分?jǐn)?shù)最大，故a點(diǎn)的橫坐標(biāo)是3；達(dá)到平衡時(shí)N2的體積分?jǐn)?shù)為14.5%,則 H2的體積分?jǐn)?shù)為43.5%,所以 NH3的體積分?jǐn)?shù)是1-14.5%-43.5%=42%,即a點(diǎn)的縱坐標(biāo)是42。