题目内容
(14分)我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化
步骤及生成物未列出）：
（1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)；△H＞0
在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，下列措施可行的是 。
A、增大压强 B、升高温度 C、充入He气 D、增大水蒸气浓度
（2）“转化一氧化碳”发生的方程式是H2O(g) +CO(g) 
H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：
提高氢碳比[ n（H2O）/n（CO）]，K值 （填“增大”、“不变”或“减小”）；若该反应在400℃时进行，起始通入等物质的量的H2O和CO，反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3，此时v（正） v（逆）（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）有关合成氨工业的说法中正确的是 。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
（4）生产尿素过程中，理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为 ，而实际生产过程中，往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3，这是因为 。
（5）当甲烷合成氨气的转化率为60％时，以3.0×108 L甲烷为原料能够合成 L 氨气。（假设体积均在标准状况下测定）
步骤及生成物未列出）：
（1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)；△H＞0在恒温恒容的条件下，欲提高CH4的反应速率和转化率，下列措施可行的是 。
A、增大压强 B、升高温度 C、充入He气 D、增大水蒸气浓度
| 温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
| 平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
H2(g)+CO2(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：提高氢碳比[ n（H2O）/n（CO）]，K值 （填“增大”、“不变”或“减小”）；若该反应在400℃时进行，起始通入等物质的量的H2O和CO，反应进行到某一时刻时CO和CO2的浓度比为1∶3，此时v（正） v（逆）（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）有关合成氨工业的说法中正确的是 。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
（4）生产尿素过程中，理论上n(NH3)∶n(CO2)的最佳配比为 ，而实际生产过程中，往往使n(NH3)∶n(CO2)≥3，这是因为 。
（5）当甲烷合成氨气的转化率为60％时，以3.0×108 L甲烷为原料能够合成 L 氨气。（假设体积均在标准状况下测定）
（16分）（每空2分）（1）B D （选对1个得1分，只要选错得0分）
（2）不变；＞ （3）A（4）2:1；有利于提高CO2的转化率，因为NH3极易溶于水，便于分离、回收利用（5）4.8×108
（2）不变；＞ （3）A（4）2:1；有利于提高CO2的转化率，因为NH3极易溶于水，便于分离、回收利用（5）4.8×108
试题分析：（1）A、增大压强，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率降低，故A错误；B、升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，甲烷的转化率增大，故B正确；C、充入He气，反应混合物的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，甲烷的转化率不变，故C错误；D、增大水蒸气浓度，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率增大，故D正确；故选BD；（2）平衡常数只受温度影响，与反应物的浓度无关，提高氢碳比[n（H2O）/n（CO）]，K值不变；令开始H2O和CO的物质的量都是1mol，某一时刻时CO和CO2的浓度比为1:3，设此时参加反应CO为xmol，则（1-x）：x=1：3，解得x=0.75，则：
H2O（g）+CO（g）?H2（g）+CO2（g），
开始（mol）：1 1 0 0
变化（mol）：0.75 0.75 0.75 0.75
某时刻（mol）：0.25 0.25 0.75 0.75
故产生浓度商Qc=0.75×0.75÷（0.25×0.25）=9＜9.94，反应向正反应进行，故v（正）＞v（逆）；（3）A．固氮指由游离态的氮转化为化合态的氮，合成氨属于人工固氮，故A正确；B．催化剂加快反应速率，不能影响平衡移动，不能提高反应物的利用率，故B错误；C．该反应正反应是放热反应，高温不利用氨气的合成，合成氨反应温度控制在500℃左右，在该温度下反应速率较快、催化剂活性较高，故C错误；D．合成氨工业采用循环操作，目的是提高原料的利用率，故D错误；故选A；（4）根据尿素的化学式CO（NH2）2，C、N原子完全利用最后，由C、N原子守恒可知生产尿素过程中，理论上n（NH3）：n（CO2）的最佳配比为2：1；往往使n（NH3）：n（CO2）≥3，这是由于：有利于提高CO2的转化率，且NH3极易溶于水，便于分离、回收利用；（5）由CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g），N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），可得CH4（g）～3H2（g）～2NH3（g），设能够合成氨气的体积为VL，则：
合成气的反应中：CH4——————CO————————3H2，
3.0×108L×60% 3.0×108L×60% 3.0×108L×60%×3
分离二氧化碳过程生成的H2体积：CO～～～～～～～～～～H2，
3.0×108L×60% 3.0×108L×60%
所以产生的氢气的总体积为3.0×108L×60%×3+3.0×108L×60%=12×108L×60%
令产生氨气的体积为V，则： 3H2～～～～～～～～～2NH3
3 2
12×108L×60% V
故V=12×108L×60%×
=4.8×108L 
练习册系列答案
相关题目
2CO2＋N2
0（填写“>”、“<”、“=”）。
2N2O5(g)；已知该反应的平衡常数：K300 ℃＞K350 ℃，且n(NO2)(单位：mol)随时间变化如下表：
。请回答下列问题：
3C(g) ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，只改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )