Question

1．氨是最重要的化工产品之一．
（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得：CH₄（g）+H₂O（g）?CO（g）+3H₂（g）．有关化学反应的能量变化如图所示．CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式为CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1．


（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：（l）+CO（g）+NH₃（g）?CH₃COO•CO（l）△H＜0．吸收CO后的乙酸二氨合铜（I）溶液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是B．（填字母）
A．高温、高压       B．高温、低压       C．低温、低压       D．低温、高压
（3）用氨气制取尿素的反应为：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）△H＜0，某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH₃和2molCO₂，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%．该温度下此反应平衡常数K的值为2500．

Answer 1

分析 （1）由图可得热化学方程式：①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
根据盖斯定律，①-③×3-②得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）；
（2）吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，用使平衡逆向移动，正反应为气体体积减小的放热反应，在高温、低压下有利于平均逆向进行；
（3）某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4molNH₃和2molCO₂，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%，转化的二氧化碳为1mol，则：
           2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
起始量（mol）：4         2                      0
变化量（mol）：2         1                      1
平衡量（mol）：2         1                      1
再根据K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）×c（C{O}_{2}）}$计算平衡常数．

解答 解：（1）由图可得热化学方程式：①CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
③H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
根据盖斯定律，①-③×3-②得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ•mol^-1；
（2）吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，用使平衡逆向移动，正反应为气体体积减小的放热反应，在高温、低压下有利于平均逆向进行，
故选：B；
（3）某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4molNH₃和2molCO₂，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%，转化的二氧化碳为1mol，则：
           2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
起始量（mol）：4        2                       0
变化量（mol）：2        1                       1
平衡量（mol）：2        1                       1
则平衡常数K=$\frac{c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{H}_{3}）×c（C{O}_{2}）}$=$\frac{\frac{1}{100}}{（\frac{2}{100}）^{2}×\frac{1}{100}}$=2500L²•mol^-2，
故答案为：2500．

点评 本题考查较为综合，为高考常见题型和高频考点，题目涉及热化学方程式书写、化学平衡影响因素、平衡常数、离子浓度比较等，是对学生综合能力的考查．