Question

合成氨尿素工业生产过程中涉及到的物质转化过程如图1所示．
（1）CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g），写出该反应的化学平衡常数表达式

 

．
（2）如图1为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数．
①若分别用v_A（NH₃）和v_B（NH₃）表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则v_A（NH₃）

 

v_B（NH₃）（填“＞”、“＜”或“=”）．
②如图2，相同温度下，当压强由p₁变为p₃时，合成氨反应的化学平衡常数

 

（填“变大”、“变小”或“不变”）．③在250℃、1.0×10⁴kPa下，H₂的转化率为

 

%（计算结果保留小数点后1位）．

Answer 1

考点：用化学平衡常数进行计算,反应速率的定量表示方法

专题：

分析：（1）化学平衡常数等于生成物平衡浓度系数次幂之积和反应物平衡浓度系数次幂之积的比值；
（2）①温度越大，压强越大，反应速率越大；
②化学平衡常数只与温度有关；
③在250℃、1.0×10⁴kPa下，氨气的体积分数为50%，则
       N₂+3H₂?2NH₃（
开始    1   3    0
转化    x    3x  2x
平衡  1-x   3-3x  2x
所以

2x

4-2x

=50%，以此计算转化率．

解答： 解：（1）化学平衡常数等于生成物平衡浓度系数次幂之积和反应物平衡浓度系数次幂之积的比值，则CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g），该反应的化学平衡常数表达式K=

c(CO)?c3(H2)

c(CH4)?c(H2O)

，故答案为：K=

c(CO)?c3(H2)

c(CH4)?c(H2O)

．
（2）①温度越大，压强越大，反应速率越大，由图可知，B对应的温度、压强大，则反应速率大，故答案为：＜；
②化学平衡常数只与温度有关，显然温度不变，则化学平衡常数K不变，故答案为：不变；
③在250℃、1.0×10⁴kPa下，氨气的体积分数为50%，则
       N₂+3H₂?2NH₃
开始    1   3    0
转化    x    3x  2x
平衡  1-x   3-3x  2x
所以

2x

4-2x

=50%，解得x=

2

3

，则氢气的转化率为

3× 2 3

3

×100%=66.7%，故答案为：66.7；

点评：本题涉及化学平衡及计算，是高考常考考点，注重学生能力的训练，把握图象及数据处理即可解答．