题目内容
4.(1)工业上,以CO2和NH3为原料在一定条件下合成尿素的化学方程式为:2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)
写出该反应平衡常数的表达式$\frac{c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(N{H}_{3})c(C{O}_{2})}$;其他条件不变时增大压强,混合气体的平均相对分子质量无法确定(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”).
(2)合成氨的原料之一为氢气,以天然气为燃料合成氢气的原理如下:
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJ•mol-1
则甲烷与水蒸汽反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)△H=+165.2kJ•mol-1.
(3)对于(2)中的反应①,下列措施一定能使平衡体系中的H2体积分数增大的是AD
A.升高温度
B.增大水蒸汽浓度
C.加入高效催化剂
D.减小压强.
分析 (1)化学反应的平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$,其他条件不变时增大压强,平衡向气体体积减小的方向进行,该反应是气体体积进行的反应气体质量也减小,则M=$\frac{m}{n}$比值无法确定;
(2)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到所需热化学方程式,①+②得到;
(3)①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1
反应是气体体积增大的吸热反应,一定能使平衡体系中的H2体积分数增大,平衡正向进行,且不能增大氢气本身的量,结合平衡移动原理分析判断选项;
解答 解:(1)2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O(g)
化学反应的平衡常数K=$\frac{生成物平衡浓度幂次方乘积}{反应物平衡浓度幂次方乘积}$=$\frac{c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(N{H}_{3})c(C{O}_{2})}$,其他条件不变时增大压强,平衡向气体体积减小的方向进行,该反应是气体体积进行的反应气体质量也减小,则M=$\frac{m}{n}$比值无法确定,
故答案为:$\frac{c({H}_{2}O)}{{c}^{2}(N{H}_{3})c(C{O}_{2})}$,无法确定;
(2)①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJ•mol-1
则甲烷与水蒸汽反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②得到所需热化学方程式,CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)△H=+165.2kJ•mol-1,
故答案为:CH4(g)+2H2O(g)?CO2(g)+4H2(g)△H=+165.2kJ•mol-1;
(3)①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H=+206.4 kJ•mol-1
反应是气体体积增大的吸热反应,一定能使平衡体系中的H2体积分数增大,平衡正向进行,且不能增大氢气本身的量,结合平衡移动原理分析判断选项;
A.反应是吸热反应,升高温度平衡正向进行,H2体积分数增大,故A正确;
B.增大水蒸汽浓度,会提高甲烷转化率,但氢气的体积分数不一定增大,故B错误;
C.加入高效催化剂改变反应速率,不改变化学平衡,氢气含量不变,故C错误;
D.减小压强,平衡正向进行,氢气体积分数增大,故D正确;
故选AD.
点评 本题考查了热化学方程式书写方法,化学平衡影响因素分析,平衡常数概念的计算应用,掌握基础是关键,题目难度中等.
| A. | 原子半径:Na<Mg<Al | B. | 热稳定性:HCl>H2S>PH3 | ||
| C. | 酸性强弱:H2SiO3<H2CO3<HNO3 | D. | 碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH |
| A. | 56g N2与12g H2在密闭容器中反应,转移电子的数目为12.0×6.02×1023. | |
| B. | 标准状况下,22.4L NO和11.2L O2混合后气体的分子总数为6.02×1023 | |
| C. | 工业上用电解法进行粗铜精炼时,每转移1mol电子,阳极上溶解的铜原子必为0.5×6.02×1023 | |
| D. | V L a mol•L-1 氯化铁溶液中,若Fe3+的数目为6.02×1023,则Cl-的数目大于3×6.02×1023 |
| 实验 | 除杂试剂 | 实验目的 | |
| ① | 电石与水反应 | CuSO4溶液 | 用KMnO4酸性溶液检验乙炔的还原性 |
| ② | CH3CH2Br与NaOH溶液共热 | HNO3溶液 | 用AgNO3溶液检验CH3CH2Br中的Br |
| ③ | 淀粉与稀H2SO4水浴共热 | NaOH溶液 | 用银氨溶液检验水解产物的还原性 |
| ④ | C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃ | NaOH溶液 | 用Br2的CCl4溶液证明该反应为消去反应 |
| A. | ①②③④ | B. | 只有①②④ | C. | 只有②③④ | D. | 只有①②③ |
| A. | 氮肥 | B. | 磷肥 | C. | 钾肥 | D. | 复合肥 |