题目内容
合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义． 合成塔中发生反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0（1）工业生产时，制取氢气的一个反应为：CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H＞0
①t℃时，往1L密闭容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸气．反应建立平衡后，体系中c（H2）=0.12mol?L-1．该温度下此反应的平衡常数K=
②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1mol CO，当反应重新建立平衡时，水蒸气的总转化率α （H2O）=
（2）下表为不同温度下该反应的平衡常数．由此可推知，表中T1
| T/K | T1 | 573 | T2 |
| K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
A．C点表示n（NH3）和n （H2）相等
B．C点表示NH3生成速率与NH3分解速率相同
C．C点表示该反应没有达到平衡
D．C点表示H2 或NH3的正反应速率大于逆反应速率
（4）吸收塔中反应为：3NO2+H2O?2HNO3+NO．从生产流程看，吸收塔中需要补充空气，其原因是
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素
专题：化学平衡专题
分析：（1）①利用三段式计算出平衡时各物质的量的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算．
②保持温度不变，平衡常数不变．向上述平衡体系中再加入0.1mol CO，可以等效为开始加入0.3molCO，0.3molH2O，
令参加反应的水的物质的量为xmol，利用三段式用x表示出各物质的浓度变化量、平衡时各物质的平衡浓度，代入平衡常数计算x值，再利用转化率定义计算；
（2）温度和平衡常数间的关系取决于平衡受温度的影响情况；
（3）A．由图可知c点n（NH3）和n （H2）相等；
B．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行；
C．平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相同；
D．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行；
（4）充入空气，NO转化为NO2，降低NO的浓度，增大NO2的浓度，平衡向正反应移动，有利于提高原料利用率．
②保持温度不变，平衡常数不变．向上述平衡体系中再加入0.1mol CO，可以等效为开始加入0.3molCO，0.3molH2O，
令参加反应的水的物质的量为xmol，利用三段式用x表示出各物质的浓度变化量、平衡时各物质的平衡浓度，代入平衡常数计算x值，再利用转化率定义计算；
（2）温度和平衡常数间的关系取决于平衡受温度的影响情况；
（3）A．由图可知c点n（NH3）和n （H2）相等；
B．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行；
C．平衡常数只受温度影响，温度相同，平衡常数相同；
D．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行；
（4）充入空气，NO转化为NO2，降低NO的浓度，增大NO2的浓度，平衡向正反应移动，有利于提高原料利用率．
解答：
解：（1）①C0+H2O（g）?CO2+H2，
初始浓度：0.2 0.3 0 0
变化浓度：0.12 0.12 0.12 0.12
平衡浓度：0.08 0.28 0.12 0.12
化学平衡常数K=
=
=1，
故答案为：1；
②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，相当于充入0.3molCO和0.3mol水蒸气，设H2O的转化了xmol
CO+H2O（g）?CO2 +H2
起始：0.3 0.3 0 0
转化：x x x x
平衡0.3-x 0.3-x x x
则
=1，
x=0.15，
水蒸气的总转化率α （H2O）=
=50%，
故答案为：50%；
（2）对于放热反应，温度越高，则化学平衡逆向移动，导致平衡常数减小，所以T1＜573K，故答案为：＜；
（3）A．由图可知c点n（NH3）和n （H2）相等，故A正确；
B．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行，c点表示NH3生成速率大于NH3分解速率，故B错误；
C．温度相同，平衡常数相同，e点和d点时反应的平衡常数相同，故C正确；
D．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行，c点时正反应速率大于逆反应速率，故D正确．
故选：ACD；
（4）补充空气，氧气的浓度增大，NO转化为NO2，则平衡向正反应方向移动，有利于提高原料利用率，
故答案为：充入空气，NO转化为NO2，有利于提高原料利用率．
初始浓度：0.2 0.3 0 0
变化浓度：0.12 0.12 0.12 0.12
平衡浓度：0.08 0.28 0.12 0.12
化学平衡常数K=
| c(H2)?c(CO2) |
| c(CO)?c(H2O) |
| 0.12×0.12 |
| 0.08×0.08 |
故答案为：1；
②保持温度不变，向上述平衡体系中再加入0.1molCO，相当于充入0.3molCO和0.3mol水蒸气，设H2O的转化了xmol
CO+H2O（g）?CO2 +H2
起始：0.3 0.3 0 0
转化：x x x x
平衡0.3-x 0.3-x x x
则
| x2 |
| (0.3-x)2 |
x=0.15，
水蒸气的总转化率α （H2O）=
| 0.15 |
| 0.3 |
故答案为：50%；
（2）对于放热反应，温度越高，则化学平衡逆向移动，导致平衡常数减小，所以T1＜573K，故答案为：＜；
（3）A．由图可知c点n（NH3）和n （H2）相等，故A正确；
B．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行，c点表示NH3生成速率大于NH3分解速率，故B错误；
C．温度相同，平衡常数相同，e点和d点时反应的平衡常数相同，故C正确；
D．由图可知c点后氨气物质的量增大，氢气的物质的量减小，c点未处于平衡状态，平衡向正反应进行，c点时正反应速率大于逆反应速率，故D正确．
故选：ACD；
（4）补充空气，氧气的浓度增大，NO转化为NO2，则平衡向正反应方向移动，有利于提高原料利用率，
故答案为：充入空气，NO转化为NO2，有利于提高原料利用率．
点评：本题是一道工业合成氨的综合性知识题目，题目难度较大，注意利用三段式法解答，特别是盖斯定律的运用．
练习册系列答案
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