Question

（2013?廣州模擬）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(xué)反應(yīng)的能量變化如圖所示．反應(yīng)①②③為

放熱

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(xué)方程式為

CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1

．
（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10L的密閉容器中通入2mol NH₃和1molCO₂，反應(yīng)達(dá)到平衡時CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

．該溫度下平衡常數(shù)K的計算結(jié)果為

100 L²?mol^-2

．
②為進(jìn)一步提高CO₂的平衡轉(zhuǎn)化率，下列措施中能達(dá)到目的是

AB

A．提高NH₃的濃度                    B．增大壓強(qiáng)
C．及時轉(zhuǎn)移生成的尿素                 D．使用更高效的催化劑．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)圖象分析反應(yīng)過程都是能量降低的過程，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)；寫出對應(yīng)熱化學(xué)方程式，依據(jù)蓋斯定律計算得到所需熱化學(xué)方程式；
（2）①依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念寫出表達(dá)式，注意尿素是固體；根據(jù)化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度，計算平衡常數(shù)；
②提高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，改變條件平衡正向進(jìn)行，固體和催化劑對平衡移動無影響．

解答：解：（1）圖象分析反應(yīng)過程都是能量降低的過程，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)；反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
由蓋斯定律③-②×3-①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1，
故答案為：放熱；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1；
（2）①2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）．依據(jù)化學(xué)方程式和平衡常數(shù)概念寫出平衡常數(shù)K=

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

，向容積為10L的密閉容器中通入2mol NH₃和1molCO₂，反應(yīng)達(dá)到平衡時CO₂的轉(zhuǎn)化率為50%，
                2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  0.2        0.1         0            0
變化量（mol/L）  0.1        0.05          0         0.05
平衡量（mol/L）    0.1        0.05         0        0.05
K=

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

=

0.05

0．12×0.05

=100L²?mol^-2，
故答案為：

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

；100 L²?mol^-2；
②反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，改變條件平衡正向進(jìn)行，
A．提高NH₃的濃度 增大二氧化碳轉(zhuǎn)化率，故A符合；
B．反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向進(jìn)行，故B符合；
C．尿素是固體，及時轉(zhuǎn)移生成的尿素，對平衡無影響，故C不符合；
D．使用更高效的催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不改變平衡，故D不符合；
故答案為：AB．

點評：本題考查了熱化學(xué)方程式熟悉方法和蓋斯電極計算應(yīng)用，圖象分析，化學(xué)平衡計算，平衡常數(shù)概念的分析應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．