(2013?德州二模)化學反應原理在工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的意義.
(1)合成氨用的氫氣有多種制取方法:請你寫出用C制備水煤氣的化學反應方程式
C+H2O
 高溫 
.
 
CO↑+H2
C+H2O
 高溫 
.
 
CO↑+H2
.還可以由天然氣或重油制取氫氣:CH4+H2O(g)
   高溫   
.
催化劑
CO+3H2;比較以上兩種方法轉(zhuǎn)移6mol電子時,C和CH4的質(zhì)量之比是
9:4
9:4

(2)工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)過兩步反應生成尿素,兩步反應的能量變化示意圖如下:
則NH3(g)與CO2(g)反應生成尿素的熱化學方程式為
2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1
2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1

(3)已知反應Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)△H=αkJ?mol-1.測得在不同溫度下,該反應的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如下:
溫度(℃) 500 700 900
K 1.00 1.47 2.40
①該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=
c(CO)
C(CO2)
c(CO)
C(CO2)
,a
0(填“>”、“<”或“:”).在500℃2L密閉容器中進行反應,F(xiàn)e和CO2的起始量均為4mol,則5min后達到平街時CO2的轉(zhuǎn)化率為
50%
50%
,生成CO的平均速率v(CO)為
0.2mol/(Lmin)
0.2mol/(Lmin)

②700℃反應達到平衡后,要使該平衡向右移動,其他條件不變時,可以采取的措施有
C
C
(填字母).
A.縮小反應器容積    B.增加Fe的物質(zhì)的量   C.升高溫度到900℃D.使用合適的催化劑.
分析:(1)根據(jù)碳單質(zhì)和水蒸氣之間的反應結(jié)合電子轉(zhuǎn)移知識來計算回答;
(2)根據(jù)熱化學方程式的含義和書寫方法結(jié)合圖中信息,利用蓋斯定律來回答判斷;
(3)①化學平衡常數(shù),是指在一定溫度下,可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值,據(jù)此書寫反應①的平衡常數(shù),注意固體不需要寫出;由表中數(shù)據(jù)可知,對于反應①,溫度越高平衡常數(shù)越大,說明升高溫度平衡向正反應移動,據(jù)此判斷a值的符號;利用三段式表示出平衡時各組分的物質(zhì)的量,再利用轉(zhuǎn)化率定義根據(jù)v=
△c
△t
計算v(CO);
②根據(jù)化學平衡移動的影響因素知識來回答.
解答:解:(1)用C制備水煤氣的化學反應方程式為C+H2O
 高溫 
.
 
CO↑+H2↑,反應中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是2mol,轉(zhuǎn)移6mol電子時,消耗碳單質(zhì)的質(zhì)量是:12g×3=36g,反應CH4+H2O(g)
   高溫   
.
催化劑
CO+3H2中轉(zhuǎn)移電子是6moL,消耗甲烷的質(zhì)量是16g,所以以上兩種方法轉(zhuǎn)移6mol電子時,C和CH4的質(zhì)量之比是36:16=9:4,
故答案為:C+H2O
 高溫 
.
 
CO↑+H2↑;9:4;
(2)第一步:2NH3(g)+CO2(g)?H2NCOONH4(l,氨基甲酸銨)△H1=-272KJ/mol,
第二步:H2NCOONH4(l)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H2=138KJ/mol,
根據(jù)蓋斯定律,兩個過程相加得到NH3(g)與CO2(g)反應生成尿素的熱化學方程式為2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1
故答案為:2NH3(g)+CO2(g)?H2O(l)+H2NCONH2(s)△H=-134kJ?mol-1;
(3)①反應Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)k=
c(CO)
c(CO2)
,由表中數(shù)據(jù)可知,對于反應①,溫度越高平衡常數(shù)越大,說明升高溫度平衡向正反應移動,
升高溫度平衡向吸熱反應進行,故a>0,
令平衡時參加反應的二氧化碳的物質(zhì)的量為xmol,則:
           Fe(s)+CO2(g)═FeO(s)+CO(g)
開始(mol):4                  0
變化(mol):x                  x
平衡(mol):4-x                 x
所以
x
4-x
=1解得x=2,
故二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為
2
4
×100%=50%,
故CO表示的平均速率v(CO)=
2mol
2L
5min
=0.2mol/(L?min)
故答案為:
c(CO)
c(CO2)
;>;50%;0.2mol/(Lmin);
②A、縮小反應器容積,壓強增大,化學平衡不移動,故A錯誤;
B.增加Fe的物質(zhì)的量,不會引起化學平衡的移動,故B錯誤;
C.升高溫度到900℃,化學平衡正向移動,故C正確;
D.使用合適的催化劑,不會引起化學平衡的移動,故D錯誤.
故選C.
點評:本題考查學生化學反應中的反應熱和焓變間的關(guān)系以及化學反應速率和化學平衡移動方面的知識,屬于綜合知識的考查,難度大.
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