Question

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(fā)生反應(yīng)：N₂+3H₂?2NH₃．該可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志是

 

（填字母）．
a.3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆
b．單位時(shí)間生成mmolN₂的同時(shí)消耗3mmolH₂
c．混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化   
d．a(chǎn)mol N

.

.

N鍵斷裂的同時(shí)，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(yīng)合成尿素的△H=

 

．
（3）最近科學(xué)家們研制成功一種新型催化劑，能將CO₂轉(zhuǎn)變?yōu)榧淄椋�在常壓�?00℃，CO₂與H₂體積比為1：4時(shí)反應(yīng)，CO₂轉(zhuǎn)化率達(dá)90%．
①此反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)．該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為

 

；由圖可知升高溫度，K將

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）；300℃時(shí)，從反應(yīng)開始，到達(dá)到平衡，以H₂的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是

 

（用n_A、t_A、V表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,熱化學(xué)方程式,化學(xué)平衡的計(jì)算

專題：

分析：（1）化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，且不等于0，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不發(fā)生變化，以此進(jìn)行判斷，得出正確結(jié)論；
（2）根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算；
（3）①在300℃、新型催化劑的作用下，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲烷和水；
②根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積列平衡常數(shù)的表達(dá)式；
根據(jù)升高溫度平衡甲烷的變化判斷平衡常數(shù)的變化；
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率是υ（H₂）=4υ（CH₄）計(jì)算．

解答： 解：（1）a．3v（H₂）_正=2v（NH₃）_逆 ，化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比不等，故正逆反應(yīng)速率不等，故a錯(cuò)誤；
b．單位時(shí)間生成mmolN₂是逆反應(yīng)，同時(shí)消耗3mmolH₂是正反應(yīng)，且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故正逆反應(yīng)速率相等，故b正確；
c．密度=

總質(zhì)量

體積

，總質(zhì)量不變，體積不變，故混合氣體的密度不再隨時(shí)間變化不能作為判斷是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)，故c錯(cuò)誤；
d．單位時(shí)間內(nèi)amolN≡N鍵的斷裂是正反應(yīng)，6amolN-H鍵的斷裂是逆反應(yīng)，且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故正逆反應(yīng)速率相等，故d正確，
故答案為：bd；
（2）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，
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，
故答案為：-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(yīng)生成甲烷和水，方程式為：CO₂+4H₂

300℃

新型催化劑

CH₄+2H₂O，
故答案為：CO₂+4H₂

300℃

新型催化劑

CH₄+2H₂O；
②化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，反應(yīng)物和生成物都是氣體，平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

c(CH4)?c2(H2O)

c(CO2)×c4(H2)

，
由圖象可知升高溫度甲烷的物質(zhì)的量減少，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K減小，
υ（H₂）=4υ（CH₄）=

4nA V

tA

=

4nA

VtA

mol/(L?min)；
故答案為：K=

c(CH4)?c2(H2O)

c(CO2)×c4(H2)

；減��；

4nA

VtA

mol/(L?min)．

點(diǎn)評：本題考查化學(xué)平衡的影響因素、化學(xué)平衡的標(biāo)志、蓋斯定律的應(yīng)用及平衡常數(shù)計(jì)算等問題，難度較大．側(cè)重考查學(xué)生分析和解決問題的能力．