题目内容
NH3和CO2是两种重要的化工原料．
（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生反应：N2+3H2?2NH3．该可逆反应达到化学平衡的标志是 （填字母）．
a.3v（H2）正=2v（NH3）逆
b．单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2
c．混合气体的密度不再随时间变化
d．amol N
N键断裂的同时，有6amolN-H键断裂
（2）CO2和NH3可用于合成尿素，原理分如下两步：
①合成氨基甲酸铵：CO2（g）+2NH3（g）=H2NCOONH4（s），△H=-159.47kJ/mol
②氨基甲酸铵分解：H2NCOONH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）
△H=+28.49kJ/mol，则2molCO2完全反应合成尿素的△H= ．
（3）最近科学家们研制成功一种新型催化剂，能将CO2转变为甲烷．在常压、300℃，CO2与H2体积比为1：4时反应，CO2转化率达90%．
①此反应的化学方程式是 ；
②一定条件下，某兴趣小组，在体积为VL的密闭容器中，模拟此反应达到化学平衡状态．该反应的平衡常数表达式为 ；由图可知升高温度，K将 （填“增大”、“减小”或“不变”）；300℃时，从反应开始，到达到平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是 （用nA、tA、V表示）．
（1）在一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生反应：N2+3H2?2NH3．该可逆反应达到化学平衡的标志是
a.3v（H2）正=2v（NH3）逆
b．单位时间生成mmolN2的同时消耗3mmolH2
c．混合气体的密度不再随时间变化
d．amol N
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（2）CO2和NH3可用于合成尿素，原理分如下两步：
①合成氨基甲酸铵：CO2（g）+2NH3（g）=H2NCOONH4（s），△H=-159.47kJ/mol
②氨基甲酸铵分解：H2NCOONH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）
△H=+28.49kJ/mol，则2molCO2完全反应合成尿素的△H=
（3）最近科学家们研制成功一种新型催化剂，能将CO2转变为甲烷．在常压、300℃，CO2与H2体积比为1：4时反应，CO2转化率达90%．
①此反应的化学方程式是
②一定条件下，某兴趣小组，在体积为VL的密闭容器中，模拟此反应达到化学平衡状态．该反应的平衡常数表达式为
考点：化学平衡状态的判断,热化学方程式,化学平衡的计算
专题：
分析：（1）化学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断，得出正确结论；
（2）根据盖斯定律进行计算；
（3）①在300℃、新型催化剂的作用下，一氧化碳与氢气反应生成甲烷和水；
②根据化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积列平衡常数的表达式；
根据升高温度平衡甲烷的变化判断平衡常数的变化；
根据化学反应速率是υ（H2）=4υ（CH4）计算．
（2）根据盖斯定律进行计算；
（3）①在300℃、新型催化剂的作用下，一氧化碳与氢气反应生成甲烷和水；
②根据化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积列平衡常数的表达式；
根据升高温度平衡甲烷的变化判断平衡常数的变化；
根据化学反应速率是υ（H2）=4υ（CH4）计算．
解答：
解：（1）a．3v（H2）正=2v（NH3）逆 ，化学反应速率之比与化学计量数之比不等，故正逆反应速率不等，故a错误；
b．单位时间生成mmolN2是逆反应，同时消耗3mmolH2是正反应，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，故正逆反应速率相等，故b正确；
c．密度=
，总质量不变，体积不变，故混合气体的密度不再随时间变化不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故c错误；
d．单位时间内amolN≡N键的断裂是正反应，6amolN-H键的断裂是逆反应，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，故正逆反应速率相等，故d正确，
故答案为：bd；
（2）①合成氨基甲酸铵：CO2（g）+2NH3（g）=H2NCOONH4（s），△H=-159.47kJ/mol
②氨基甲酸铵分解：H2NCOONH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=+28.49kJ/mol，
①×2+②×2得2CO2（g）+4NH3（g）=2CO（NH2）2（s）+2H2O（l）△H=（-159.47kJ/mol）×2+28.49kJ/mol×2=-261.96kJ/mol，
故答案为：-261.96kJ/mol；
（3）①在300℃、新型催化剂的作用下，一氧化碳与氢气反应生成甲烷和水，方程式为：CO2+4H2
CH4+2H2O，
故答案为：CO2+4H2
CH4+2H2O；
②化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，反应物和生成物都是气体，平衡常数表达式为K=
，
由图象可知升高温度甲烷的物质的量减少，平衡向逆反应方向移动，K减小，
υ（H2）=4υ（CH4）=
=
mol/(L?min)；
故答案为：K=
；减小；
mol/(L?min)．
b．单位时间生成mmolN2是逆反应，同时消耗3mmolH2是正反应，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，故正逆反应速率相等，故b正确；
c．密度=
| 总质量 |
| 体积 |
d．单位时间内amolN≡N键的断裂是正反应，6amolN-H键的断裂是逆反应，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，故正逆反应速率相等，故d正确，
故答案为：bd；
（2）①合成氨基甲酸铵：CO2（g）+2NH3（g）=H2NCOONH4（s），△H=-159.47kJ/mol
②氨基甲酸铵分解：H2NCOONH4（s）=CO（NH2）2（s）+H2O（l）△H=+28.49kJ/mol，
①×2+②×2得2CO2（g）+4NH3（g）=2CO（NH2）2（s）+2H2O（l）△H=（-159.47kJ/mol）×2+28.49kJ/mol×2=-261.96kJ/mol，
故答案为：-261.96kJ/mol；
（3）①在300℃、新型催化剂的作用下，一氧化碳与氢气反应生成甲烷和水，方程式为：CO2+4H2
| 300℃ |
| 新型催化剂 |
故答案为：CO2+4H2
| 300℃ |
| 新型催化剂 |
②化学平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，反应物和生成物都是气体，平衡常数表达式为K=
| c(CH4)?c2(H2O) |
| c(CO2)×c4(H2) |
由图象可知升高温度甲烷的物质的量减少，平衡向逆反应方向移动，K减小，
υ（H2）=4υ（CH4）=
| ||
| tA |
| 4nA |
| VtA |
故答案为：K=
| c(CH4)?c2(H2O) |
| c(CO2)×c4(H2) |
| 4nA |
| VtA |
点评：本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡的标志、盖斯定律的应用及平衡常数计算等问题，难度较大．侧重考查学生分析和解决问题的能力．
练习册系列答案
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