Question

（2013?廣州模擬）氨是最重要的化工產品之一．
（1）合成氨用的氫氣可以甲烷為原料制得．有關化學反應的能量變化如圖所示．反應①②③為

放熱

反應（填“吸熱”或“放熱”）．CH₄（g）與H₂O（g）反應生成CO（g）和H₂（g）的熱化學方程式為

CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1

．
（2）用氨氣制取尿素[CO（NH₂）₂]的反應為：2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）．
①某溫度下，向容積為10L的密閉容器中通入2mol NH₃和1molCO₂，反應達到平衡時CO₂的轉化率為50%．該反應的化學平衡常數表達式為K=

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

．該溫度下平衡常數K的計算結果為

100 L²?mol^-2

．
②為進一步提高CO₂的平衡轉化率，下列措施中能達到目的是

AB

A．提高NH₃的濃度                    B．增大壓強
C．及時轉移生成的尿素                 D．使用更高效的催化劑．

Answer 1

分析：（1）依據圖象分析反應過程都是能量降低的過程，說明反應是放熱反應；寫出對應熱化學方程式，依據蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（2）①依據化學方程式和平衡常數概念寫出表達式，注意尿素是固體；根據化學平衡三段式列式計算平衡濃度，計算平衡常數；
②提高二氧化碳的轉化率，反應是氣體體積減小的反應，改變條件平衡正向進行，固體和催化劑對平衡移動無影響．

解答：解：（1）圖象分析反應過程都是能量降低的過程，說明反應是放熱反應；反應的熱化學方程式為：
①CO（g）+

1

2

O₂（g）=CO₂（g）△H=-282KJ/mol
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（g）△H=-241.8KJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-846.3KJ/mol
由蓋斯定律③-②×3-①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1，
故答案為：放熱；CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=+161.1kJ?mol^-1；
（2）①2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）．依據化學方程式和平衡常數概念寫出平衡常數K=

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

，向容積為10L的密閉容器中通入2mol NH₃和1molCO₂，反應達到平衡時CO₂的轉化率為50%，
                2NH₃（g）+CO₂（g）?CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
起始量（mol/L）  0.2        0.1         0            0
變化量（mol/L）  0.1        0.05          0         0.05
平衡量（mol/L）    0.1        0.05         0        0.05
K=

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

=

0.05

0．12×0.05

=100L²?mol^-2，
故答案為：

c(H2O)

c(CO2)c2(NH3)

；100 L²?mol^-2；
②反應是氣體體積減小的反應，改變條件平衡正向進行，
A．提高NH₃的濃度 增大二氧化碳轉化率，故A符合；
B．反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向進行，故B符合；
C．尿素是固體，及時轉移生成的尿素，對平衡無影響，故C不符合；
D．使用更高效的催化劑只能改變化學反應速率，不改變平衡，故D不符合；
故答案為：AB．

點評：本題考查了熱化學方程式熟悉方法和蓋斯電極計算應用，圖象分析，化學平衡計算，平衡常數概念的分析應用是解題關鍵，題目難度中等．