题目内容
氮元素及其化合物在国防科学技术生产中有重要应用．（1）写出实验室制NH3的化学反应方程式
（2）工业合成氨的原料是氮气和氢气．氮气是从空气中分离出来的，氢气的来源是水和碳氢化合物，写出以天然气为原料制取氢气的化学反应方程式
（3）在合成氨的原料气制备过程中混有CO对催化剂有毒害作用，欲除去原料气中的CO，可通过如下反应来实现：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0，反应达到平衡后，为提高CO的转化率，可采取的措施有
（4）在容积为2L容器中发生反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），已知c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅰ，若在t0时刻将容器的体积扩大至4L，请在图1中绘出c（CO）与反应时间t变化曲线Ⅱ．
（5）工业上尿素CO（NH2）2由CO2和NH3在一定条件下合成，其化学反应方程式为
（6）合成尿素，当氨碳比
| n(NH3) | n(CO2) |
①A点的逆反应速率v逆（CO2）
②NH3的平衡转化率为
分析：（1）碱与盐反应生成新碱和新盐，碱和铵盐生成氨气；
（2）根据质量守恒进行解答；
（3）提高CO的转化率可以使平衡正向进行，根据化学平衡移动原理来回答判断；根据平衡常数用三段式法计算；
（4）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），是一反应前后气体体积不变的反应，当把2L容器中t0时c（CO）=2.0mol/L，在t0时刻将容器的体积扩大至4L，此时c（CO）=1.0mol/L，平衡不移动，各浓度未原平衡时的
；
（5）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根据元素守恒可知，同时还有H2O生成，配平书写方程式；
（6）①由CO2的转化率随时间变化图可知在A点时反应还未达到平衡状态，反应仍将继续正向进行；
②设CO2的初始物质的量为a，则NH3的初始物质的量为4a，由图可知，CO2的转化率为60%，故转化的二氧化碳为0.6a，根据方程式计算转化的NH3的物质的量，再根据转化率定义计算．
（2）根据质量守恒进行解答；
（3）提高CO的转化率可以使平衡正向进行，根据化学平衡移动原理来回答判断；根据平衡常数用三段式法计算；
（4）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），是一反应前后气体体积不变的反应，当把2L容器中t0时c（CO）=2.0mol/L，在t0时刻将容器的体积扩大至4L，此时c（CO）=1.0mol/L，平衡不移动，各浓度未原平衡时的
| 1 |
| 2 |
（5）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根据元素守恒可知，同时还有H2O生成，配平书写方程式；
（6）①由CO2的转化率随时间变化图可知在A点时反应还未达到平衡状态，反应仍将继续正向进行；
②设CO2的初始物质的量为a，则NH3的初始物质的量为4a，由图可知，CO2的转化率为60%，故转化的二氧化碳为0.6a，根据方程式计算转化的NH3的物质的量，再根据转化率定义计算．
解答：解：（1）实验室用氯化铵和碱石灰反应制取氨气，反应为：Ca（OH）2+2NH4Cl
2NH3↑+CaCl2+2H2O，
故答案为：Ca（OH）2+2NH4Cl
2NH3↑+CaCl2+2H2O；
（2）甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应；生成氢气和一氧化碳或二氧化碳，根据质量守恒，即可得出CH4+H2O
CO+3H2 （或CH4+2H2O
CO2+4H2），
故答案为：CH4+H2O
CO+3H2 （或CH4+2H2O
CO2+4H2）；
（3）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0表明正反应为放热反应，降低温度，化学平衡向着放热方向即正向进行，或吸收除去二氧化碳化学平衡正向移动，
设CO的起始浓度为xmol，H2O的起始浓度为ymol，则转化的CO的最小值为0.9x，
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始 x y 0 0
变化 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x
平衡 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x
根据平衡常数列式：
=0.627，
解得：
=13.8．故此只要此值大于13.8，转化率就会超过90%．
故答案为：适当降低温度或吸收除去二氧化碳；13.8；
（4）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），是一反应前后气体体积不变的反应，当把2L容器中t0时c（CO）=2.0mol/L，在t0时刻将容器的体积扩大至4L，此时c（CO）=1.0mol/L，平衡不移动，各浓度未原平衡时的
，c（CO）与反应时间t变化曲线为：
，
故答案为：；
（5）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根据元素守恒可知，同时还有H2O生成，化学方程式为：2NH3+CO2
CO（NH2）2+H2O，
故答案为：故答案为：2NH3+CO2
CO（NH2）2+H2O；
（6））①由CO2的转化率随时间变化图可知在A点时反应还未达到平衡状态，反应仍将继续正向进行，故v逆（CO2）小于B点平衡时的化学反应速率，
故答案为：＜；
②设CO2的初始物质的量为a，则NH3的初始物质的量为4a，由图可知，CO2的转化率为60%，故转化的二氧化碳为a×60%=0.6a，根据方程式可知，转化的NH3的物质的量为0.6a×2=1.2a，故平衡时氨气的转化率定为
×100%=30%，
故答案为：30%．
| ||
故答案为：Ca（OH）2+2NH4Cl
| ||
（2）甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应；生成氢气和一氧化碳或二氧化碳，根据质量守恒，即可得出CH4+H2O
| ||
| △ |
| 催化剂 |
| 加热 |
故答案为：CH4+H2O
| ||
| △ |
| 催化剂 |
| 加热 |
（3）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＜0表明正反应为放热反应，降低温度，化学平衡向着放热方向即正向进行，或吸收除去二氧化碳化学平衡正向移动，
设CO的起始浓度为xmol，H2O的起始浓度为ymol，则转化的CO的最小值为0.9x，
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
起始 x y 0 0
变化 0.9x 0.9x 0.9x 0.9x
平衡 0.1x y-0.9x 0.9x 0.9x
根据平衡常数列式：
| (0.9x)2 |
| 0.1x×(y-0.9x) |
解得：
| y |
| X |
故答案为：适当降低温度或吸收除去二氧化碳；13.8；
（4）CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g），是一反应前后气体体积不变的反应，当把2L容器中t0时c（CO）=2.0mol/L，在t0时刻将容器的体积扩大至4L，此时c（CO）=1.0mol/L，平衡不移动，各浓度未原平衡时的
| 1 |
| 2 |
，故答案为：
；（5）CO2和NH3合成CO（NH2）2，根据元素守恒可知，同时还有H2O生成，化学方程式为：2NH3+CO2
| ||
故答案为：故答案为：2NH3+CO2
| ||
（6））①由CO2的转化率随时间变化图可知在A点时反应还未达到平衡状态，反应仍将继续正向进行，故v逆（CO2）小于B点平衡时的化学反应速率，
故答案为：＜；
②设CO2的初始物质的量为a，则NH3的初始物质的量为4a，由图可知，CO2的转化率为60%，故转化的二氧化碳为a×60%=0.6a，根据方程式可知，转化的NH3的物质的量为0.6a×2=1.2a，故平衡时氨气的转化率定为
| 1.2a |
| 4a |
故答案为：30%．
点评：本题较为综合，从多个角度考查外界条件对化学平衡的影响、化学平衡图象、化学平衡计算等，侧重考查化学平衡移动在化学工艺中的应用以及化学平衡计算，题目难度中等．
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