Question

氮元素及其化合物在國(guó)防科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。

（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)室制NH3的化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　　　　　　　　　　　???????????

（2）工業(yè)合成氨的原料是氮?dú)夂蜌錃�。氮�(dú)馐菑目諝庵蟹蛛x出來(lái)的，氫氣的來(lái)源是水和碳?xì)浠�合物，�?xiě)出以天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式　　　　　?? 　　　　　　　　。

（3）在合成氨的原料氣制備過(guò)程中混有CO對(duì)催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過(guò)如下反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)：CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g) △H＜0，反應(yīng)達(dá)到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有　　　　　???????????????????????????? 　，已知1000K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.627，若要使CO的轉(zhuǎn)化率超過(guò)90%，則起始物中，c(H2O)﹕c(CO)不低于　　　　　　，

（4）在容積為2L容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2 (g)+ H2 (g)，已知c(CO)與反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅰ

若在t0時(shí)刻將容器的體積擴(kuò)大至4L，請(qǐng)?jiān)诖痤}卡圖中繪出c(CO)與反應(yīng)時(shí)間t變化曲線Ⅱ

（5）工業(yè)上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定條件下合成，其化學(xué)反應(yīng)方程式為　　　　　　　　

（6）合成尿素時(shí)，當(dāng)氨碳比=4，CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化關(guān)系如右圖所示．

　①A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2)　 B點(diǎn)的正反應(yīng)速率為v正(CO2)（填“＞”、“＜”或“＝”）

　②NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為　　　　　　 。

 

Answer 1

【答案】

（1）Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O

（2） CH4＋H2OCO＋3H2 （或CH4＋2H2O CO2＋4H2）

（3）適當(dāng)降低溫度或吸收除去二氧化碳?????? 13.8??

（4）

（5）

（6）①�。�? ②30%　

【解析】

試題分析：（1）在實(shí)驗(yàn)室NH3是用銨鹽與堿共熱制取的，化學(xué)反應(yīng)方程式為：Ca(OH)2+2NH4Cl2NH3↑+CaCl2+2H2O。（2）以天然氣為原料制取氫氣的化學(xué)反應(yīng)方程式為CH4＋H2OCO＋3H2 （或CH4＋2H2O CO2＋4H2）（3）因?yàn)樵摲磻?yīng)是個(gè)反應(yīng)前后氣體體積相等的放熱反應(yīng)。反應(yīng)達(dá)到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可以適當(dāng)降低溫度或吸收除去二氧化碳或增大水蒸汽的濃度等方法。用平衡三部曲來(lái)進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)起始物中，c(H2O)為xmol/L,在反應(yīng)過(guò)程中 CO的轉(zhuǎn)化率最小為90%，則轉(zhuǎn)化的CO的最小值為0.9xmol/L，   

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

???? 起始濃度(mol/L)   x     ????? y       ???? 0    ??????????? 0

變化濃度(mol/L)  0.9x  ???? 0.9x     ?? 0.9x  ??????????? 0.9x

平衡濃度(mol/L)   0.1x ???? y-0.9x     ? 0.9x  ?????????? 0.9x，

根據(jù)平衡常數(shù)列式：;解得因此只要二者的比值大于13.8，轉(zhuǎn)化率就會(huì)超過(guò)90%．（4）當(dāng)容器的容積由2L變?yōu)?/span>4L時(shí)，反應(yīng)混合物個(gè)物質(zhì)的濃度都是原來(lái)的一半，濃度減小，反應(yīng)速率減慢，達(dá)到平衡所需要的時(shí)間延長(zhǎng)。由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積相等的反應(yīng)，所以減小壓強(qiáng)，化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng)。容積四原來(lái)的2倍，則達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度都是原平衡的1/2.畫(huà)圖為：

（5）工業(yè)上尿素CO(NH2)2由CO2和NH3在一定條件下合成，其化學(xué)反應(yīng)方程式為（6）①因?yàn)樵?/span>B點(diǎn)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，在A點(diǎn)還沒(méi)有達(dá)到平衡。反應(yīng)是從正? 反應(yīng)方向開(kāi)始的。在達(dá)到平衡前的任何時(shí)刻，對(duì)于任何物質(zhì)V正都大于V逆。所以A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆(CO2) ＜B點(diǎn)的正反應(yīng)速率為v正(CO2)�！�②假設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)c(CO2)=1mol/L,則c(NH3)=4mol/L.當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)由于CO2的轉(zhuǎn)化率為60%.轉(zhuǎn)化濃度為: 1mol/L×60%=0.6mol/L.根據(jù)方程式可知NH3轉(zhuǎn)化濃度為1.2mol/L因此NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為(1.2mol/L÷4mol/L) ×100%=30%.

考點(diǎn)：考查外界條件對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響、化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)混合比例的計(jì)算等。