14．(2010·太原十中月考題)有人設計了如下圖所示的甲醇(methanol)合成工藝：

其中，①為甲烷氣源，壓強250.0 kPa，溫度25 ℃，流速55.0 m³·s^－1。②為水蒸氣源，壓強200.0　 kPa，溫度150 ℃，流速150.0 m³·s^－1。合成氣(含有兩種還原性氣體)和剩余反應物的混合物經管路③進入25 ℃的冷凝器(condenser)，冷凝物由管路⑤流出。在B中合成的甲醇和剩余反應物的混合物經⑥進入25 ℃的冷凝器，甲醇冷凝后經管路⑦流出，其密度為0.791 g·mL^－1。(已知：理想氣體狀態(tài)方程pV＝nRT，其中p為壓強，單位Pa，V為體積，單位m³，R為常數8.314，T為溫度，單位K。)

(1)分別寫出在步驟A和步驟B中所發(fā)生的化學反應的方程式。

(2)假定：所有氣體皆為理想氣體，在步驟A和B中完全轉化，氣液在冷凝器中完全分離，計算經步驟A和步驟B后，在一秒鐘內剩余物的物質的量。

解析：(1)由合成所得的兩種氣體都具有還原性，且它們是由甲烷與水反應所得，可知這兩種氣體分別為CO(g)、H₂(g)；(2)由于壓強是常壓，不能直接利用體積進行計算，得將體積換算成對應的物質的量，但又是在非標況下的氣體，因此應利用題目所給的理想氣體狀態(tài)方程進行計算。

答案：(1)CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)(一定條件)

CO(g)+2H₂(g) CH₃OH(g)(一定條件)

(2)由pV＝nRT變形得：n＝pV/(RT)

故1秒鐘內n(CH₄)＝(250.0×10³×55.0)/(8.314×298)＝5.55×10³(mol)

n[H₂O(g)]＝(200.0×10³×150.0)/(8.314×423)＝8.53×10³(mol)

經步驟A后在③中過量的n[H₂O(g)]＝(8.53×10³－5.55×10³) mol＝2.98×10³ mol，在步驟A中生成的CO和H₂的物質的量之比為1∶3，而在步驟B中消耗的CO和H₂的物質的量之比為1∶2，故經步驟B后剩余的H₂為5.55×10³ mol。

13．(2010·模擬題)鉀是一種活潑的金屬，工業(yè)上通常用金屬鈉和氯化鉀在高溫下反應制取。該反應為：Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)；ΔH＞0

各物質的沸點與壓強的關系見下表：

(1)在常壓下金屬鉀轉變?yōu)闅鈶B(tài)從反應混合物中分離的最低溫度約為______，而反應的最高溫度應低于　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2)在制取鉀的過程中，為了提高原料的轉化率可以采取的措施是________________________________________________________________________。

解析：(1)依題意知鈉與氯化鉀的反應為可逆反應Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g)；ΔH＞0，若及時將反應混合物中的鉀轉變?yōu)闅鈶B(tài)分離出去，從而使平衡向生成鉀的方向移動，顯然溫度的選擇應高于鉀的沸點而低于鈉的沸點，即分離鉀的最低溫度為770 ℃，而反應的最高溫度應低于890 ℃。

(2)由所給反應的特點知：降低壓強可使所給反應向右移動，有利于提高原料的利用率；另外反應吸熱，升高溫度，使所給平衡向右移動，也有利于提高原料利用率，但溫度過高會使鈉也變成蒸氣逸出，既可使所得產品不純，也不利于原料的充分利用。

答案：(1)770 ℃　890 ℃　(2)降低壓強或移去鉀蒸氣，適當升高溫度

12．(2010·模擬題)Ⅰ.(1)合成氨工業(yè)對化學工業(yè)和國防工業(yè)具有重　

要意義。工業(yè)合成氨生產示意圖如右圖所示。

①X的化學式為________；

②圖中條件選定的主要原因是(選填字母序號)________；

A．溫度、壓強對化學平衡影響

B．鐵觸媒在該溫度時活性最大

C．工業(yè)生產受動力、材料、設備等條件的限制

③改變反應條件，會使平衡發(fā)生移動。

如下圖表示隨條件改變，氨氣的百分含量的變化趨勢；當橫坐標為　

壓強時，變化趨勢正確的是　　(選填字母序號)；當橫坐標為

溫度時，變化趨勢正確的是　　(選填字母序號)。

(2)常溫下氨氣極易溶于水，其水溶液可以導電。

①用方程式表示氨氣溶于水的過程中存在的可逆反應________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

②氨水中水電離出的c(OH-)　　10-7 mol·L-1(填寫“>”、“<”或“=”)。

③將相同體積、相同物質的量濃度的氨水和鹽酸混合后，溶液中離子濃度由大到小依次為________________________________________________________________________。

(3)氨氣具有還原性，在銅的催化作用下，氨氣和氟氣反應生成A和B。A為銨鹽，B在標準狀況下為氣態(tài)。在此反應中，若每反應1體積氨氣，同時反應0.75體積氟氣；若每反應8.96 L氨氣(標準狀況)，同時生成0.3 mol A。

①寫出氨氣和氟氣反應的化學方程式________________________________________________________________________；

②在標準狀況下，每生成1　 mol B，轉移電子的物質的量為________mol。

Ⅱ.為了防止鐵制品生銹，可對其表面進行“發(fā)藍”處理：把鐵制品浸入熱的NaNO₂、NaNO₃、NaOH混合溶液中，使它的表面氧化成一層致密的Fe₃O₄氧化膜。發(fā)生的反應可表示如下：

①3Fe+NaNO₂+5NaOH3Na₂FeO₂+NH₃+H₂O

②8Fe+3NaNO₃+5NaOH+2H₂O===4Na₂Fe₂O₄+3NH₃

③Na₂FeO₂+Na₂Fe₂O₄+2H₂OFe₃O₄+4NaOH

某研究小組發(fā)現，若上述熱的混合溶液中NaOH的含量太少，氧化膜的厚度就太��；若NaOH的含量太多，氧化膜的厚度也太薄。請用化學平衡移動原理解釋發(fā)生這種現象的原因。

解析：Ⅰ.要準確理解工業(yè)合成氨適宜條件的選擇。實際工業(yè)生產要求產量高，而產量由生產周期(速率問題)和產率(平衡問題)共同決定。還要考慮成本，故(1)②選BC。對(3)，F₂與NH₃反應，氮的化合價必然升高，產物可能為N₂：2NH₃+3F₂===N₂+6HF，也可能為NF₃(由8e^－穩(wěn)定結構的需要決定其組成)：4NH₃+3F₂NF₃+3NH₄F，由題中數據確定為后者。

答案：Ⅰ.(1)①NH₃�、贐C�、�c　a　

(2)①NH₃+H₂ONH₃·H₂ONH₄⁺+OH^－ ②<�、�c(Cl^－)>c(NH₄⁺)>c(H⁺)>c(OH^－)

　(3)①4NH₃+3F₂NF₃+3NH₄F�、�6

Ⅱ.反應①、③是可逆反應，反應②是不可逆反應，當NaOH含量較少時，使反應①生成的Na₂FeO₂及反應②生成的Na₂Fe₂O₄的質量都較少，致使反應③生成的Fe₃O₄的質量也少，氧化膜的厚度就薄。當NaOH含量太多時，盡管反應①、②生成的Na₂FeO₂及Na₂Fe₂O₄的質量增加，但太多的NaOH又會使反應③的化學平衡向逆反應方向移動，結果使生成的Fe₃O₄的質量變小，氧化膜的厚度也變薄。由此可見，鐵制品進行“發(fā)藍”處理時，NaOH的含量是控制氧化膜厚度的重要因素之一。

11．四川有豐富的天然氣資源。以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉化步驟及生成物未列出)：

請回答下列問題：

(1)已知0.5 mol甲烷與0.5 mol水蒸氣在t ℃、p kPa時，完全反應生成一氧化碳和氫氣(合成氣)，吸收了a kJ熱量，該反應的熱化學方程式是：________________________________________________________________________。

(2)在合成氨的實際生產過程中，常采取的措施之一是：將生成的氨從混合氣體中及時分離出來，并將分離出氨后的氮氣和氫氣循環(huán)利用，同時補充氮氣和氫氣。請運用化學反應速率和化學平衡的觀點說明采取該措施的理由：________________________________________________________________________。

(3)當甲烷合成氨氣的轉化率為75%時，以5.60×10⁷ L甲烷為原料能夠合成________L氨氣。(假設體積均在標準狀況下測定)

(4)已知尿素的結構簡式為COH₂NNH₂，請寫出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構體的結構簡式：①____________________；②__________________。

解析：本題以四川的天然氣資源合成氨為依托，綜合考查熱化學方程式的書寫、化學反應速率、化學平衡、利用化學方程式(關系式)進行計算和同分異構體的書寫等知識。著重考查學生的知識遷移能力和利用所學知識解決實際問題的能力，這是今后命題的方向。

(1)因0.5 mol甲烷與0.5 mol 水蒸氣完全反應生成一氧化碳和H₂吸收了a kJ熱量，則1 mol甲烷與1 mol水蒸氣反應需吸收2a kJ的熱量，所以該反應的熱化學方程式為

CH₄(g)+H₂O(g) 　　　　　　CO(g)+3H₂(g)；ΔH＝+2a kJ·mol^－1。

(2)N₂與H₂合成NH₃的反應(N₂+3H₂2NH₃)是一個可逆反應，在該反

應中，補充氮氣和氫氣有利于增大反應速率，分離氨和補充氮氣與氫氣都有利于平衡向正反應方向移動，同時循環(huán)利用可以提高原料利用率節(jié)約原料。

(3)由CH₄+2H₂O　　　　　　 CO₂+4H₂的方程式和合成氨的方程式可以推出如下關系：CH₄-4H₂-NH₃，由此關系式可以求得

V(NH₃)＝5.6 L×10⁷×75%×＝1.12×10⁸ L。

(4)因所寫同分異構體需含有碳氧雙鍵，根據價鍵理論結合尿素的結構簡式很容易寫出其

同分異構體為

答案：(1)CH₄(g)+H₂O(g)　　　　　　 CO(g)+3H₂(g)；ΔH＝2a kJ/mol　(2)及時分離NH₃及補充N₂和H₂，都為了增大反應物的轉化率；補充N₂和H₂還能增大反應速率，提高生產效率

(3)1.12×10⁸ L　(4)

10．某密閉容器中充入等物質的量的氣體A和B，一定溫度下發(fā)生反應：A(g)+xB(g) 2C(g)，達到平衡后，只改變反應的一個條件，測得容器中物質的濃度、反應速率隨時間的變化如下圖所示，下列說法中正確的是　　　 　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．30 min時降低溫度，40 min時升高溫度

B．8 min前A的平均反應速率為0.08 mol·(L·s)^－1

C．反應方程式中的x＝1，正反應為吸熱反應

D．20 min-40 min間該反應的平衡常數均為4

解析：本題考查化學反應速率和化學平衡移動。從圖中看出，x＝1,30 min時，正逆反應速率同時下降，但平衡沒有移動，說明是降低壓強，40 min時，正逆反應速率都增大，平衡逆向移動，說明是升高溫度，正反應是放熱反應，所以A、C選項錯誤；8 min前Δc(A)＝0.64 mol·L^－1，則Δv(A)＝＝0.08 mol·(L·min)^－1，B選項單位錯誤。

答案：D

9．(2010·模擬題)氨催化氧化是硝酸工業(yè)的基礎，在某催化劑　

作用下只發(fā)生主反應①和副反應②：

4NH₃(g)+5O₂(g) 4NO(g)+6H₂O(g)；

ΔH＝－905 kJ/mol　 ①，　

4NH₃(g)+3O₂(g) 2N₂(g)+6H₂O(g)；

ΔH＝－1 268 kJ/mol�、凇７磻�、②的產率與反應溫度

的關系如圖所示。下列說法正確的是　　　　　　 (　)

A．工業(yè)上進行氨催化氧化生成NO時，溫度應控制在780-840℃

之間

B．工業(yè)上采用物料比n(O₂)/n(NH₃)在1.7-2.0，主要是為了提高反應速率

C．在加壓的條件下生產能力可提高5-6倍，是因為加壓可提高轉化率

D．氮氣氧化為NO的熱化學方程式為：N₂(g)+O₂(g)2NO(g)；ΔH＝+363 kJ/mol

解析：工業(yè)上進行氨催化氧化生成NO時，溫度控制在780-840℃之間時NO的產率最高，故選項A說法正確；工業(yè)上采用物料比n(O₂)/n(NH₃)在1.7-2.0，目的是提高NH₃的轉化率；加壓可提高生產能力，是因為提高了反應速率；由蓋斯定律知N₂(g)+O₂(g)2NO(g)；ΔH＝+181.5 kJ/mol

答案：A

8．(2010·沈陽市五校聯考題)600℃時，在一密閉容器中，將二氧　

化硫和氧氣混合發(fā)生反應：2SO₂(g)+O₂(g) 2SO₃(g)；

ΔH＜0。反應過程中SO₂、O₂、SO₃物質的量變化如圖，下列

說法不正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

A．反應從0 min開始，到第一次平衡時，二氧化硫的轉化率

為40%

B．反應進行到10 min至15 min的曲線變化可能是升高了溫

度

C．反應進行至20 min時，曲線發(fā)生變化是因為通入了氧氣

D．在15-20 min；25-30 min內時反應處于平衡狀態(tài)

解析：圖象的縱坐標表示的是物質的量、橫坐標表示的是時間。根據曲線變化趨勢可知開始時只有SO₂、O₂，第一次平衡為15-20 min，第二次平衡為25-30 min，故D正確；第一次平衡時SO₂的轉化率為0.04/0.2＝0.2，故A錯；在10 min時反應突然加快，這可能是升高溫度或增大壓強，故B正確；在20 min時只有氧氣的量突然增加，故C正確。

答案：A

7．(2010·模擬題)在一定溫度和壓強下，下列各可逆反應達到化學

平衡狀態(tài)，各反應有如圖所示的對應關系：

(1)N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)；ΔH＜0(曲線Ⅰ)

(2)H₂(g)+I₂(g) 2HI(g)；ΔH＞0(曲線Ⅱ)

(3)2SO₃(g) 2SO₂(g)+O₂(g)；ΔH＞0(曲線Ⅲ)

則圖象中y軸可以表示　　　　　　 　　　　　　　　　 　　 (　)

①平衡混合氣中一種生成物的體積分數�、谄胶饣旌蠚庵幸环N反應物的體積分數�、燮胶饣旌蠚庵幸环N生成物的產率　④平衡混合氣中一種反應物的轉化率

A．①②③　 　　　B．①②④　 　　　C．①③④ 　　　D．②③④

解析：本題主要考查化學平衡知識。反應(1)是氣體物質的量減小的反應，壓強增大時，平衡正向移動，平衡混合氣中一種反應物的體積分數減小，不符合題意。其他反應可類似分析。

答案：C

6．(2010·模擬題)某化學學習小組探究在其他條件不變時，改變某一條件對反應：

2A(g)+B(g) 2C(g)；ΔH<0化學平衡的影響，得到的變化規(guī)律如圖所示(已知圖中p表示壓強，且p₂>p₁；T表示溫度，且T₂>T₁；n表示物質的量，v表示反應速率)。由此可判斷下列圖象不正確的是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　)

解析：因反應是正方向氣體體積減小的放熱反應，故在同溫下加壓平衡右移，A的平衡轉化率增大，A正確；升溫平衡左移，使產物C的物質的量減小，但溫度越高，反應速率越快，達到平衡所用時間越少，B正確；加壓平衡右移，應是v_正>v_逆，C不正確；升溫平衡左移，平衡混合物的總物質的量變大，而氣體總質量不變，根據＝m/n可知溫度越高，氣體平均相對分子質量越小，D正確。

答案：C

5．(2010·模擬題)已知可逆反應aA+bBcC中，物質的含量A%　

和C%隨溫度的變化曲線如圖所示，下列說法正確的是(　)

A．該反應在T₁、T₃時達到過化學平衡

B．該反應在T₂時達到化學平衡

C．升高溫度，平衡會向正反應方向移動

D．該反應的正反應是吸熱反應

解析：根據圖象分析可知T₂前生成物C的含量隨溫度的升高而增大，T₂后隨溫度的升高而降低，所以T₂時反應達到平衡狀態(tài)，因此該反應的正反應為放熱反應。

答案：B