Question

【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮、硫的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。

I.氨為重要的化工原料，有廣泛用途。

(1)合成氨中的氫氣可由下列反應(yīng)制取：

a. CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+216.4kJ/mol

b. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=-41.2kJ/mol

則反應(yīng)CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H= _____________。

(2)起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃獾奈镔|(zhì)的量分別為1mol、3mol，在不同溫度和壓強(qiáng)下合成氨。平衡時(shí)混合物中氨的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖。

①恒壓時(shí)，反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是_____________(填序號(hào))

A.和的轉(zhuǎn)化率相等 B.反應(yīng)體系密度保持不變

C. 保持不變 D.

②P1_____P2 (填“<”或“>”或“=”或“不確定”，下同)；反應(yīng)的平衡常數(shù)：B點(diǎn)_______D點(diǎn)。

③C點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率為________；在A、B兩點(diǎn)條件下，該反應(yīng)從開(kāi)始到平衡時(shí)生成氮?dú)獾钠骄�速率�?/span>υ(A)__________υ(B)。

Answer 1

【答案】+175.2kJ/mol BC < > 66.7% <

【解析】

(1)已知：a. CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+216.4kJ/mol

b. CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=-41.2kJ/mol

則將a+b可得CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) H= (+216.441.2)kJ/mol=+175.2kJ/mol

答案為：+175.2kJ/mol

(2)①A.N2和H2的物料比為1:3，且按照1:3反應(yīng)，則無(wú)論是否達(dá)到平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)化率都相等，不能用于判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

B. 氣體的總質(zhì)量不變，恒壓條件下，當(dāng)反應(yīng)體系密度保持不變時(shí)，說(shuō)明體積不變，則達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；

C.比值為保持不變，說(shuō)明氮?dú)�、氨氣的濃度不變，能確定是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

D. 因平衡常數(shù)等未知，，不能確定是否平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。

故答案為：BC；

②增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，平衡混合氣體中氨氣的百分含量增大，由圖象可知P1<P2，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，則反應(yīng)平衡常數(shù)：B點(diǎn)>D點(diǎn)，

故答案為：<；>；

③起始時(shí)投入氮?dú)夂蜌錃夥謩e為1mol、3mol,反應(yīng)的方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，C點(diǎn)氨氣的含量為50%，則

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

起始：1mol3mol0

轉(zhuǎn)化：xmol3xmol2xmol

平衡：(1x)mol(33x)mol2xmol

則=50%，x=，

C點(diǎn)H2的轉(zhuǎn)化率為×100%=66.7%，溫度越高，反應(yīng)速率越大，則v(A)<v(B)，

故答案為：66.7%；<；