Question

【题目】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+3H22NH3 ． 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 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）．

Answer 1

【答案】
（1）bd
（2）﹣261.96kJ/mol
（3）CO2+4H2 CH4+2H2O；K= ；减小；
【解析】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，所以答案是：bd；（2）①合成氨基甲酸铵：CO2（g）+2NH3（g）=H2NCOONH4（s），△H=﹣159.47kJ/mol②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，所以答案是：﹣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，所以答案是：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）= = ；所以答案是：K= ；减小； ．
【考点精析】解答此题的关键在于理解化学平衡状态的判断的相关知识，掌握状态判断：①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不变④若A、B、C、D为气体，且m+n≠x+y，压强恒定⑤体系颜色不变⑥单位时间内某物质内化学键的断裂量等于形成量⑦体系平均式量恒定（m+n ≠ x+y）等，以及对化学平衡的计算的理解，了解反应物转化率=转化浓度÷起始浓度×100%=转化物质的量÷起始物质的量×100%；产品的产率=实际生成产物的物质的量÷理论上可得到产物的物质的量×100%．