氨是最重要的化工產(chǎn)品之一。
(1)合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得。有關(guān)化學反應(yīng)的能量變化如下圖所示。

反應(yīng)①②③為________反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO(g)和H2(g)的熱化學方程式為___________。
(2)用氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。
①某溫度下,向容積為10 L的密閉容器中通入2 mol NH3和1 mol CO2,反應(yīng)達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為50%。該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式為K=______。該溫度下平衡常數(shù)K的計算結(jié)果為_____。
②為進一步提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率,下列措施中能達到目的的是________。
A.提高NH3的濃度B.增大壓強
C.及時轉(zhuǎn)移生成的尿素D.使用更高效的催化劑
 (1)放熱 CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol1
(2)① 100 L2·mol2、贏B
 (1)由化學反應(yīng)的能量變化圖可知反應(yīng)①②③中產(chǎn)物能量都小于反應(yīng)物能量,故都是放熱反應(yīng);反應(yīng)③-①-②×3即可得到CH4(g)+H2O(g)===CO(g)+3H2(g) ΔH=+161.1 kJ·mol1。
(2)①     2NH3(g)+CO2(g)??CO(NH2)2(l)+H2O(g)
初始濃度
(mol·L1)  0.2      0.1            0        0
轉(zhuǎn)化濃度
(mol·L1)  0.1      0.05            0.05        0.05
平衡濃度
(mol·L1)  0.1      0.05            0.05       0.05
K==100 L2·mol2。
②該反應(yīng)條件下尿素是液體,改變尿素的量,平衡不移動。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

(1)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng),其能量變化示意圖如下:

寫出該反應(yīng)的熱化學方程式:________________。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應(yīng):
甲醇合成反應(yīng):
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
水煤氣變換反應(yīng):
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反應(yīng):
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=-24.5 kJ·mol-1
由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學方程式為_______________。
根據(jù)化學反應(yīng)原理,分析增加壓強對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響_________________。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)有效減碳的手段之一是節(jié)能,下列制氫方法最節(jié)能的是    。 
A.電解水制氫:2H2O2H2↑+O2
B.高溫使水分解制氫:2H2O2H2↑+O2
C.太陽光催化分解水制氫:2H2O2H2↑+O2
D.天然氣制氫:CH4+H2OCO+3H2
(2)CO2可轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán)。在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH="-49.0" kJ/mol,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。

①從3 min到9 min,v(H2)=    mol/(L·min)。 
②能說明上述反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是    (填編號)。 
A.反應(yīng)中CO2與CH3OH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)
B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C.單位時間內(nèi)消耗3 mol H2,同時生成1 mol H2O
D.CO2的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變
(3)工業(yè)上,CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應(yīng)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù):
溫度/℃
0
100
200
300
400
平衡常數(shù)
667
13
1.9×1
2.4×1
1×1
 
下列說法正確的是    。 
A.該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B.該反應(yīng)在升高溫度時,CH3OH(g)的體積分數(shù)減小,說明v(CH3OH)減小,v(CH3OH)增大
C.在T ℃時,1 L密閉容器中,投入0.1 mol CO和0.2 mol H2,達到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率為50%,則此時的平衡常數(shù)為100
D.工業(yè)上采用稍高的壓強(5 Mpa)和250 ℃,是因為此條件下,原料氣轉(zhuǎn)化率最高

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

已知下列熱化學方程式:Zn(s) + 1/2 O2(g)= ZnO(s) △H1;Hg(l) + 1/2 O2(g)=HgO(s) △H2
則 Zn(s)+ HgO(s)=Hg(l)+ ZnO(s),△H值為
A.△H2-△H1B.△H2+△H1C.△H1-△H2 D.-△H1-△H2

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

已知C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol
C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH2=-b kJ/mol 
H2O(g)=H2O(l)     ΔH3=-c kJ/mol
若使92 g酒精液體完全燃燒,最后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量(單位kJ)為(  )
A.4a+4b+4cB.2a-2b+6c
C.2a-2b+2cD.2a-6b+2c

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

甲醇是一種重要的可再生能源,工業(yè)上可用CO和H2合成。
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)的△H,還需要知道反應(yīng)(用化學方程式表示)                                的焓變。
(2)在Cu2O/ZnO做催化劑的條件下,將CO(g)和H2(g)充入容積為2L的密閉容器中合成CH3OH(g),反應(yīng)過程中,CH3OH的物質(zhì)的量(n)與時間(t)及溫度的關(guān)系如圖。

根據(jù)題意回答下列問題:
①反應(yīng)達到平衡時,平衡常數(shù)表達式K=       
升高溫度,K值          (填“增大”、“減小”
或“不變”)。
②在500℃,從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=                。
③若其它條件不變,對處于Z點的體系,將體積壓縮至原來的1/2,達到新的平衡后,下列有關(guān)該體系的說法正確的是           。
a.氫氣的濃度與原平衡比減少        b.正、逆反應(yīng)速率都加快
c.甲醇的物質(zhì)的量增加              d.重新平衡時n(H2) /n(CH3OH)增大
④據(jù)研究,反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O,反應(yīng)體系中含少量的CO2有利于維持Cu2O的量不變,原因是:                                  (寫出相關(guān)的化學方程式并輔以必要的文字說明)。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

我國是個鋼鐵大國,鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。
I.已知反應(yīng) Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,該反應(yīng)在
1000℃的平衡常數(shù)等于4。在一個容積為10L的密閉容器中,1000℃時加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反應(yīng)經(jīng)過l0min后達到平衡。
(1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________
(2)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________
a.提高反應(yīng)溫度
b.增大反應(yīng)體系的壓強
c.選取合適的催化劑
d.及時吸收或移出部分CO2
e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
Ⅱ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進行回收,使其在一定條件下和H2反應(yīng)制備甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。請根據(jù)圖示回答下列問題:

(1)從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H2)=________
(2)若在溫度和容器相同的三個密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測得反應(yīng)達到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
容器
反應(yīng)物投入的量
反應(yīng)物的
轉(zhuǎn)化率
CH3OH的濃度
能量變化
(Q1、Q2、Q3均大于0)

1mol CO和2mol H2
α1
c1
放出Q1kJ熱量

1mol CH3OH
α2
c2
吸收Q2kJ熱量

2mol CO和4mol H2
α3
c3
放出Q3kJ熱量
 
則下列關(guān)系正確的是________
A.c1=c2     B.2Q1=Q3   C.2α13      D.α12 =1
E.該反應(yīng)若生成1mol CH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量
Ⅲ.以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖;卮鹣铝袉栴}:

(1)B極上的電極反應(yīng)式為                                            
(2)若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液,當兩極收集到的氣體體積相等時,理論上消耗的甲烷的體積為            (標況下)。

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:單選題

鍵能是指斷開1mol共價鍵吸收的能量或形成1mol共價鍵放出的能量,已知H-H鍵能為436kJ/mol,H-Cl鍵能為431kJ/mol,H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) △H=-akJ/mol則Cl-Cl鍵能為
A.(2a-426)kJ/molB.(426-a)kJ/mol
C.(426-2a)kJ/molD.(426+a)kJ/mol

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科目:高中化學 來源:不詳 題型:填空題

下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運用所學知識,解決下列問題:

I.已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表常數(shù)達式為:K=,它所對應(yīng)反應(yīng)的化學方程式為                                            。
II.二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用,工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3。工業(yè)制備二甲醚在催化反應(yīng)室中(壓力2.0~10.0Mpa,溫度230~280℃)進行下列反應(yīng):
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2kJ·mol-1
(1)催化反應(yīng)室中總反應(yīng)的熱化學方程式為                                         。
830℃時反應(yīng)③的K=1.0,則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K    1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)在某溫度下,若反應(yīng)①的起始濃度分別為:c(CO)=1 mol/L,c(H2)=2.4 mol/L,5 min后達到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為50%,則5 min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為            ;若反應(yīng)物的起始濃度分別為:c(CO)=4 mol/L,c(H2)=a mol/L;達到平衡后,c(CH3OH)=2 mol/L,a=        mol/L。
(3)反應(yīng)②在t℃時的平衡常數(shù)為400,此溫度下,在0.5L的密閉容器中加入一定的甲醇,反應(yīng)到某時刻測得各組分的物質(zhì)的量濃度如下:
物質(zhì)
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c(mol/L)
0.8
1.24
1.24
 
①此時刻v   v(填“大于”“小于”或“等于”
②平衡時二甲醚的物質(zhì)的量濃度是                    。
以二甲醚、空氣、KOH 溶液為原料,以石墨為電極可直接構(gòu)成燃料電池,則該電池的負極反應(yīng)式為                                              ;若以1.12L/min(標準狀況)的速率向電池中通入二甲醚,用該電池電解500mL2mol/L CuSO4溶液,通電0.50 min后,計算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量為                         

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