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 |
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
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
| n(H2O) |
| n(CH4) |
①图中，两条曲线表示压强的关系是：P1
②该反应为
（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5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol?L-1，则平衡时CO的转化率为
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
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．
考点：化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断,体积百分含量随温度、压强变化曲线
专题：化学平衡专题
分析：（1）①工业合成氨是氮气和氢气在催化剂作用下高温高压反应生成氨气；
②依据图标数据分析，平衡常数随温度升高减小，平衡逆向进行说明反应是放热反应
③为了增大平衡时H2的转化率，平衡正向进行分析选项；
（2）①依据图象变化分析，相同温度下，CH4（g）+H2O （g）═CO（g）+3H2（g），反应是气体体积增大的反应，压强越大，平衡逆向进行，甲烷平衡含量越高；
②压强一定，温度升高，甲烷平衡含量减小，平衡正向进行，依据平衡移动原理分析判断；
（3）①依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
②化学平衡状态，反应的正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析选项．
②依据图标数据分析，平衡常数随温度升高减小，平衡逆向进行说明反应是放热反应
③为了增大平衡时H2的转化率，平衡正向进行分析选项；
（2）①依据图象变化分析，相同温度下，CH4（g）+H2O （g）═CO（g）+3H2（g），反应是气体体积增大的反应，压强越大，平衡逆向进行，甲烷平衡含量越高；
②压强一定，温度升高，甲烷平衡含量减小，平衡正向进行，依据平衡移动原理分析判断；
（3）①依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，结合平衡常数概念计算得到；
②化学平衡状态，反应的正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析选项．
解答：
解：（1）①合成氨的化学方程式为N2+3H2
2NH3，故答案为：N2+3H2
2NH3；
②图表中平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应；
故答案为：随温度升高，反应的平衡常数K减小；
③反应是N2+3H2
2NH3，反应是气体体积减小的放热反应，为了增大平衡时H2的转化率，平衡正向进行分析，
a．增大压强，平衡正向进行，氢气转化率增大，故a符合；
b．使用合适的催化剂，改变反应速率，不能改变平衡，氢气转化率不变，故b不符合；
c．升高温度平衡逆向进行，氢气转化率减小，故c不符合；
d．及时分离出产物中的NH3，平衡正向进行，氢气转化率增大，故d符合；
故答案为：ad；
（2）①依据图象变化分析，相同温度下，CH4（g）+H2O （g）═CO（g）+3H2（g），反应是气体体积增大的反应，压强越大，平衡逆向进行，甲烷平衡含量越高，所以P2＞P1；故答案为：＜；
②压强一定，温度升高，甲烷平衡含量减小，平衡正向进行，正反应为吸热反应；
故答案为：吸热；
（3）①依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol?L-1，
CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g）
起始量（mol/L） 0.2 0.2 0 0
变化量（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡量（mol/L） 0.08 0.08 0.12 0.12
平衡时CO的转化率=
×100%=60%
则该温度下反应的平衡常数K=
=2.25
故答案为：60%；2.25；
②化学平衡状态，反应的正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析选项，CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g），反应是气体体积不变反应；
a．反应过程中和平衡状态下压强相同，容器内压强不随时间改变，不能说明反应达到平衡状态，故a不符合；
b．混合气体质量守恒，反应前后气体体积不变，反应过程中和平衡状态下，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，故b不符合；
c．单位时间内生成amolCO2的同时消耗amolH2，说明二氧化碳或氢气的正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故c符合；
d．混合气中n（CO）：n（H2O）：n（CO2）：n（H2）=1：16：6：6，依据反应前后气体物质的量相同，可以利用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数比较，
Q=
=2.25=K，说明反应达到平衡状态，故d符合；
故答案为：cd．
| ||
| 高温高压 |
| ||
| 高温高压 |
②图表中平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放热反应；
故答案为：随温度升高，反应的平衡常数K减小；
③反应是N2+3H2
| ||
| 高温高压 |
a．增大压强，平衡正向进行，氢气转化率增大，故a符合；
b．使用合适的催化剂，改变反应速率，不能改变平衡，氢气转化率不变，故b不符合；
c．升高温度平衡逆向进行，氢气转化率减小，故c不符合；
d．及时分离出产物中的NH3，平衡正向进行，氢气转化率增大，故d符合；
故答案为：ad；
（2）①依据图象变化分析，相同温度下，CH4（g）+H2O （g）═CO（g）+3H2（g），反应是气体体积增大的反应，压强越大，平衡逆向进行，甲烷平衡含量越高，所以P2＞P1；故答案为：＜；
②压强一定，温度升高，甲烷平衡含量减小，平衡正向进行，正反应为吸热反应；
故答案为：吸热；
（3）①依据化学平衡三段式列式计算平衡浓度，℃时，向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO，反应达平衡后，测得CO的浓度为0.08mol?L-1，
CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g）
起始量（mol/L） 0.2 0.2 0 0
变化量（mol/L） 0.12 0.12 0.12 0.12
平衡量（mol/L） 0.08 0.08 0.12 0.12
平衡时CO的转化率=
| 0.12mol/L |
| 0.2mol/L |
则该温度下反应的平衡常数K=
| 0.12×0.12 |
| 0.08×0.08 |
故答案为：60%；2.25；
②化学平衡状态，反应的正逆反应速率相同，各成分含量保持不变分析选项，CO（g）+H2O（g）═CO2 （g）+H2（g），反应是气体体积不变反应；
a．反应过程中和平衡状态下压强相同，容器内压强不随时间改变，不能说明反应达到平衡状态，故a不符合；
b．混合气体质量守恒，反应前后气体体积不变，反应过程中和平衡状态下，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，故b不符合；
c．单位时间内生成amolCO2的同时消耗amolH2，说明二氧化碳或氢气的正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故c符合；
d．混合气中n（CO）：n（H2O）：n（CO2）：n（H2）=1：16：6：6，依据反应前后气体物质的量相同，可以利用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数比较，
Q=
| 6×6 |
| 1×16 |
故答案为：cd．
点评：本题考查了化学平衡影响因素，平衡标志分析，平衡常数的计算应用，主要是图象分析判断，平衡移动原理的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．
练习册系列答案
期末集结号系列答案
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