题目内容
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
|
温 度（℃） |
360 |
440 |
520 |
|
K值 |
0.036 |
0.010 |
0.0038 |
（1）①写出工业合成氨的化学方程式 。
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是 。
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是 。（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4(g)+H2O
(g)
CO(g)+3H2(g)
获取，已知该反应中，当初始混合气
中的 
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1 P2（填“＞”、“=”或“＜”）。
②该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)CO2
(g)+H2(g) 获取。
①T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度
为0.08 mol·L-1，则平衡时CO的转化率为 ，该温度下反应的平衡常数K值为 。
②保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说
明体系处于平衡状态的是 （填序号）。
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)＝1 : 16 : 6 : 6
（1）①N2+3H2 
2 NH3（2分）
② 随温度升高，反应的平衡常数K减小（2分） ③ a、d（2分）
（2）①
＜（1分） ② 吸热（1分） （3）① 60 %（2分）；
或2.25（2分） ② c和d（2分）
【解析】
试题分析：（1）①工业上合成氨的原料是氮气和氢气，在一定温度、压强和催化剂作用下生成氨气，反应的化学方程式为N2+3H2 
2 NH3。
②根据表中数据可知，随着温度的升高，平衡常数K减小。这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应。
③根据方程式可知，该反应是体积减小的、放热的可逆反应。a、增大压强，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，a正确；b、催化剂只能改变反应速率，而不能改变平衡状态，因此使用合适的催化剂不能提高氢气的转化率，b不正确；c、正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动 ，氢气的转化率降低，c不正确；d、及时分离出产物中的NH3，降低生成物氨气的浓度，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率增大，d正确，答案选ad。
（2）①根据反应 CH4(g)+H2O (g)
CO(g)+3H2(g)
可知，该反应是体积增大的可逆反应，因此增大越强，平衡向逆反应方向移动，甲烷的含量增大。所以根据图像可知，在温度相同的条件下，p1表示的甲烷含量低，这说明越强是P1小于P2。
②根据图像可知，在越强相同的条件下，随着温度的升高，甲烷的含量降低。这说明升高温度平衡向正反应方向移动，因此该反应为吸热反应。
（3）①
CO(g)+H2O(g)CO2
(g)+H2(g)
起始浓度（mol/L） 0.2 0.2 0 0
转化浓度（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡浓度（mol/L） 0.08 0.08 0.12 0.12
所以平衡时CO的转化率＝
×100%＝60%
化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以该温度下反应的平衡常数K＝
=
＝。
②在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，据此可以判断。a、反应前后体积不变，因此越强始终是不变的，则容器内压强不随时间改变不能说明反应达到平衡状态，a不正确；b、密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，即密度始终是不变的，所以混合气体的密度不随时间改变不能说明反应达到平衡状态，b不正确；c、单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a
mol H2，由于单位时间内生成a mol CO2的同时还生成amol氢气，这说明正逆反应速率相等，可以说明达到平衡状态，c正确；d、由于反应前后体积不变，则可以用物质的量代替浓度，即如果混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)＝1 : 16 : 6 : 6，则此时=
＝，因此恰好是平衡状态，d正确，答案选cd。
考点：考查合成氨原理；外界条件对平衡状态的影响；反应速率和平衡常数的计算、平衡状态的判断以及图像分析与应用等
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
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温 度（℃） |
360 |
440 |
520 |
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K值 |
0.036 |
0.010 |
0.0038 |
（1）①写出工业合成氨的化学方程式_________________________________________。
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是_____________________________________。
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是。（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4(g)
+ H2O (g)
CO(g)
+ 3H2(g) 获取，已知该反应中，当初始混合气中的
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1________P2（填“＞”、“＝”或“＜”）。
②该反应为_____________反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CO(g) +
H2O(g)CO2
(g) + H2(g) 获取。
①T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L-1，则平衡时CO的转化率为______，该温度下反应的平衡常数K值为_________。
②保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是_____________（填序号）。
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) ＝ 1: 16 : 6 : 6
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
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温 度（℃） |
360 |
440 |
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K值 |
0．036 |
0．010 |
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（1）①由上表数据可知该反应为放热反应，理由是 。
② 理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是 。（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4(g)
+ H2O (g)
CO(g)
+ 3H2(g) 获取，已知该反应中，当初始混合气中的 
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1 P2（填“>”、“=”或“<”）。
②该反应为 反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CO(g) +
H2O(g)CO2
(g) + H2(g) 获取。
①T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0．08 mol·L-1，则平衡时CO的转化率为 ，该温度下反应的平衡常数K值为 。
②保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是 （填序号）。
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n (CO) : n (H2O) : n (CO2) : n (H2)＝1 : 16 : 6 : 6
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
| 温 度（℃） | 360 | 440 | 520 |
| K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
（1）①写出工业合成氨的化学方程式。
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是。
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是。（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)
CO(g) + 3H2(g) 获取，已知该反应中，当初始混合气中的
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1P2（填“>”、“=”或“<”）。
②该反应为反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L-1，则平衡时CO的转化率为，该温度下反应的平衡常数K值为。
②保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是
（填序号）。
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1: 16 : 6 : 6
合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径，其研究来自正确的理论指导，合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下：
| 温 度（℃） | 360 | 440 | 520 |
| K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
（1）①写出工业合成氨的化学方程式。
②由上表数据可知该反应为放热反应，理由是。
③理论上，为了增大平衡时H2的转化率，可采取的措施是。（填序号）
a．增大压强 b．使用合适的催化剂
c．升高温度 d．及时分离出产物中的NH3
（2）原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)
CO(g) + 3H2(g) 获取，已知该反应中，当初始混合气中的
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如下图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1P2（填“>”、“=”或“<”）。
②该反应为反应（填“吸热”或“放热”）。
（3）原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时，向容积固定为5 L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08 mol·L-1，则平衡时CO的转化率为，该温度下反应的平衡常数K值为。
②保持温度仍为T ℃，改变水蒸气和CO的初始物质的量之比，充入容器进行反应，下列描述能够说明体系处于平衡状态的是
（填序号）。
a．容器内压强不随时间改变
b．混合气体的密度不随时间改变
c．单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d．混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1: 16 : 6 : 6