Question

【題目】NH3和CO2是兩種重要的化工原料．
（1）在一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發生反應：N2+3H22NH3 ． 該可逆反應達到化學平衡的標志是（填字母）．a.3v（H2）正=2v（NH3）逆
b．單位時間生成mmolN2的同時消耗3mmolH2
c．混合氣體的密度不再隨時間變化
d．amol 鍵斷裂的同時，有6amolN﹣H鍵斷裂
（2）CO2和NH3可用于合成尿素，原理分如下兩步：①合成氨基甲酸銨：CO2（g）+2NH3（g）=H2NCOONH4（s），△H=﹣159.47kJ/mol
②氨基甲酸銨分解：H2NCOONH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）
△H=+28.49kJ/mol，則2molCO2完全反應合成尿素的△H= ．
（3）最近科學家們研制成功一種新型催化劑，能將CO2轉變為甲烷．在常壓、300℃，CO2與H2體積比為1：4時反應，CO2轉化率達90%．
①此反應的化學方程式是；
②一定條件下，某興趣小組，在體積為VL的密閉容器中，模擬此反應達到化學平衡狀態．該反應的平衡常數表達式為；由圖可知升高溫度，K將（填“增大”、“減小”或“不變”）；300℃時，從反應開始，到達到平衡，以H2的濃度變化表示的化學反應速率是（用nA、tA、V表示）．

Answer 1

【答案】
（1）bd
（2）﹣261.96kJ/mol
（3）CO2+4H2 CH4+2H2O；K= ；減小；
【解析】解：（1）a．3v（H2）正=2v（NH3）逆 ， 化學反應速率之比與化學計量數之比不等，故正逆反應速率不等，故a錯誤；b．單位時間生成mmolN2是逆反應，同時消耗3mmolH2是正反應，且化學反應速率之比等于化學計量數之比，故正逆反應速率相等，故b正確； c．密度= ，總質量不變，體積不變，故混合氣體的密度不再隨時間變化不能作為判斷是否達到化學平衡狀態的依據，故c錯誤；
d．單位時間內amolN≡N鍵的斷裂是正反應，6amolN﹣H鍵的斷裂是逆反應，且化學反應速率之比等于化學計量數之比，故正逆反應速率相等，故d正確，所以答案是：bd；（2）①合成氨基甲酸銨：CO2（g）+2NH3（g）=H2NCOONH4（s），△H=﹣159.47kJ/mol②氨基甲酸銨分解：H2NCOONH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=+28.49kJ/mol，①×2+②×2得2CO2（g）+4NH3（g）=2CO（NH2）2（s）+2H2O（l）△H=（﹣159.47kJ/mol）×2+28.49kJ/mol×2=﹣261.96kJ/mol，所以答案是：﹣261.96kJ/mol；（3）①在300℃、新型催化劑的作用下，一氧化碳與氫氣反應生成甲烷和水，方程式為：CO2+4H2 CH4+2H2O，所以答案是：CO2+4H2 CH4+2H2O；②化學平衡常數為生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，反應物和生成物都是氣體，平衡常數表達式為K= ，由圖象可知升高溫度甲烷的物質的量減少，平衡向逆反應方向移動，K減小，υ（H2）=4υ（CH4）= = ；所以答案是：K= ；減小； ．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解化學平衡狀態的判斷的相關知識，掌握狀態判斷：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體，且m+n≠x+y，壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內某物質內化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等，以及對化學平衡的計算的理解，了解反應物轉化率=轉化濃度÷起始濃度×100%=轉化物質的量÷起始物質的量×100%；產品的產率=實際生成產物的物質的量÷理論上可得到產物的物質的量×100%．