Question

氮元素及其化合物在國防科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)中有重要應(yīng)用。
（1）寫出實(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出來的，氫氣的來源是水和碳?xì)浠�合物，寫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程中混有CO對催化劑有毒害作用，欲除去原料氣中的CO，可通過如下反應(yīng)來實(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?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

（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%　

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。用平衡三部曲來進(jìn)行計(jì)算。假設(shè)起始物中，c(H₂O)為xmol/L,在反應(yīng)過程中 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90%．（4）當(dāng)容器的容積由2L變?yōu)?L時(shí)，反應(yīng)混合物個(gè)物質(zhì)的濃度都是原來的一半，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。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)樵贐點(diǎn)時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，在A點(diǎn)還沒有達(dá)到平衡。反應(yīng)是從正 反應(yīng)方向開始的。在達(dá)到平衡前的任何時(shí)刻，對于任何物質(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)�！、诩僭O(shè)反應(yīng)開始時(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%.