24工业上可利用反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) .生产合成氨原料气H2. 已知温度.压强和水碳比[]对甲烷蒸气转化反应的影响如下图: 图1 图2 图3 该反——青夏教育精英家教网—

摘要：24工业上可利用反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) .生产合成氨原料气H2. 已知温度.压强和水碳比[]对甲烷蒸气转化反应的影响如下图: 图1 图2 图3 该反应平衡常数表达式为K= (1)升高温度.平衡常数K (选填“增大 .“减小或“不变 .下同). (2)图2中.两条曲线所示温度的关系是:t1 t2,在图3中画出压强为2 MPa时.CH4平衡含量与水碳比之间关系曲线. (3)工业生产中使用镍作催化剂.但要求原料中含硫量小于5×10-7%.其目的是 25常温下甲醛是一种无色.有特殊刺激性气味的气体.易溶于水.是世界卫生组织(WHO)确定的致癌物和致畸形物之一.我国规定:居室空气中甲醛的最高允许浓度为0.08mg/m3.某研究性学习小组设计用如下方法测定某居室空气中甲醛的含量(假设空气中无其它还原性气体): ⑴ 测定原理: KMnO4(H+)溶液为强氧化剂.可氧化甲醛和草酸. 化学反应离子方程式为: 4MnO4-+ 5HCHO + 12H+ == 4Mn2+ + 5CO2↑+ 11H2O 2MnO4-+ 5H2C2O4 + 6H+ == 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O b a ⑵ 测定装置: 用H2SO4酸化的KMnO4溶液 100mL注射器部分装置如下图所示 ⑶ 实验步骤: ① 检查装置气密性. ② 用准确移取25.00 mL 1.00×10-3mol·L-1的高锰酸钾溶液于广口瓶中并滴入3滴6mol·L-1H2SO4溶液备用. ③ 将2.00×10-3mol·L-1的草酸标准溶液置于中备用. ④ 打开a.关闭b.用注射器抽取100mL新装修的室内空气.关闭a.打开b.再缓缓推动注射器.将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中.使其充分反应.再如此重复4次.如果压送气体时速度过快.可能会产生什么不利后果? , ⑤ 将广口瓶中的溶液转入锥形瓶中(润洗广口瓶2-3次.并将洗涤液全部转入锥形瓶).如果没有润洗.所测甲醛的含量将 (填“偏高 .“偏低 .“无影响 ), ⑥ 用标准草酸溶液滴定锥形瓶中的溶液,记录滴定所消耗的草酸溶液体积. 本实验是否需要指示剂?(如果需要.请写出指示剂的名称,如果不需要.试说明终点时的实验现象). . ⑦ 再重复实验2次. ⑷ 数据处理:分别于装修完工后的第1天.第7天.第30天(室内始终保持通风换气状况)对室内空气进行取样.通过实验测得以下三组数据(每次实验所取的KMnO4溶液均为 25.00mL): 装修后第n天草酸溶液(mL) 甲醛的浓度 mg/m3 1 2 3 平均值 1 15.86 15.72 15.67 15.75 7 26.17 26.36 26.38 26.27 30 30.90 30.67 30.81 30.79 设KMnO4溶液的物质的量浓度为c1.KMnO4溶液的体积为V1(mL), 草酸溶液的物质的量浓度为c2.草酸溶液的平均体积为V2(mL) 则:计算室内空气中甲醛浓度(mg/m3)的代数式为 .计算第30天室内空气中甲醛浓度为 .并判断此时主人入住.

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合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
（1）向合成塔中按1：4的物质的量之比充入N₂、H₂进行氨的合成，图A为T⁰C时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（P）的关系图．

①写出工业上合成氨的化学方程式

N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃

N₂+3H₂

催化剂

高温高压

2NH₃

．
②图A中氨气的体积分数为15.00%时，H₂的转化率=

24.45%

．
③图B中T=500°C，温度为450⁰C对应的曲线是

（选填字母“a“或“b”），选择的理由是

合成氨的正反应是放热反应，根据勒夏特列原理，其他条件不变，降低温度，化学平衡向放热反应方向移动

④由图象知，增大压强可提高原料的利用率，从生产实际考虑增大压强需解决的问题是

研制耐压设备（或增大压强的动力、材料的强度等其他合理答案）

（写出一条即可）．
（2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为：
CH₄（g）+H₂O

CO（g）+3H₂（g）；△H=+QkJ/mol（Q＞0）
（3）一定温度下，在2L容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如下表

时间/min	CH₄（mol）	H₂0（ mol）	CO （mol）	H₂ （mol）
0	0.40	1.00	0	0
5	X₁	X₂	X₃	0.60
7	Y₁	Y₂	0.20	Y₃
10	0.21	0.81	0.19	0.62

①分析表中数据，判断5?7min之间反应是否处于平衡状态

是

（填“是”或“否”），
前5min平均反应速率v（CH₄）=

0.02mol?min^-1

．
②反应在7～10min之间，CO的物质的量减少的原因可能是

（填字母）．
a?减少CH₄ b?降低温度c?增大压强d?充入H₂
③若保持温度不变，向1L容器中起始充入0.15mol CH₄.0.45mol H₂O．

0.05

mol CO、

0.15

mol H₂，达到平衡时CH₄的体积百分含量与第一次投料相同．

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2012年8月24日，武汉市一家有色金属制造厂发生氨气泄露事故。已知在一定温度下，合成氨工业原料气H₂制备涉及下面的两个反应：
C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)；
CO(g)＋H₂O(g)H₂(g)＋CO₂(g)。
(1)判断反应CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)达到化学平衡状态的依据是________。(多选、漏选、错选均不得分)
A．容器内压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v_正(H₂)＝v_逆(H₂O) D．c(CO₂)＝c(CO)
(2)在2 L定容密闭容器中通入1 mol N₂(g)和3 mol H₂(g)，发生反应：3H₂(g)＋N₂(g) 2NH₃(g)，ΔH＜0，测得压强－时间图像如图甲，测得p₂＝0.6p₁，此时温度与起始温度相同，在达到平衡前某一时刻(t₁)若仅改变一种条件，得到如乙图像。

①若图中c＝1.6 mol，则改变的条件是________(填字母)；
②若图中c＜1.6 mol，则改变的条件是__________(填字母)；此时该反应的平衡常数____________。(填字母)(填“增大”、“减小”、“不变”)
A．升温　　　B．降温　　　C．加压　　　D．减压　　　E．加催化剂
(3)如(2)题中图甲，平衡时氢气的转化率为________。

(4)工业上可利用如下反应：H₂O (g)＋CH₄ (g) CO(g)＋3H₂(g)制备CO和H₂。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H₂O和0.2 mol CH₄，测得H₂(g)和CH₄(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示：0～4 s内，用CO(g)表示的反应速率为____________。