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解答题-原理综合题 适中0.65 引用2 组卷208
尿素[CO(NH2)2]，又称碳酰胺，是目前含氨量较高的氮肥，适用于各种土壤和植物。
已知：
①
②
③
(1)请写出由N2、H2和CO2合成尿素的热化学方程式：_______。
(2)相比③，若②的反应速率更快，下列示意图_______(填标号)最能体现②③反应过程的能量变化。
A．B．
C．D．
(3)在某温度下，将NH3和CO2以物质的量之比2∶1置于一恒容密闭容器中反应：，NH3的转化率随时间变化关系如图所示。t1时反应达到平衡，此时的压强为p MPa。

①下列说法能判断该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A．容器压强不变
B．消耗1 mol CO2时，生成1 mol H2O
C．容器内n(C)与n(N)的比值不发生变化
D．混合气体的平均摩尔质量不变
②t1时反应达到平衡，CO2的体积分数为_______(保留三位有效数字)，c(NH3)：c(CO2)：c(H2O)=_______；平衡常数Kp=_______(Kp为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
③向平衡后的反应体系中再通入2 molNH3，Kp将_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④图中t2时，NH3的转化率发生改变，此时改变的反应条件是_______(请写出任意一条)。
21-22高二上·河北保定·期末
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知识点：盖斯定律与热化学方程式影响化学反应速率的因素化学平衡的有关计算化学平衡状态的判断方法 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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CO2综合利用是降低碳排放的有效手段，有利于实现碳中和目标。下列是CO2综合利用的化学方法，回答下列问题：
(1)用氨水吸收CO2制化肥(NH4HCO3)。
①已知：NH3·H2O(aq)=(aq)+OH-(aq) ΔH1=akJ·mol-1
CO2(g)+H2O(l)=H2CO3(aq) ΔH2=bkJ·mol-1
H2CO3(aq)+OH-(aq)=(aq)+H2O(l) ΔH3=ckJ·mol-1
则利用NH3·H2O吸收CO2制备NH4HCO3的热化学方程式为_______。
②已知常温下相关数据如表：
Kb(NH3·H2O)2.0×10-5
Ka1(H2CO3)5.0×10-7
Ka2(H2CO3)4.0×10-11

则反应++H2O⇌NH3·H2O+H2CO3的平衡常数K=_______。
③分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO2，CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如图1所示，若烟气中CO2的含量(体积分数)为15%，烟气通入氨水的流量为0.065m3·h-1(标准状况)，用pH为12.81的氨水吸收烟气30min，则脱除的CO2的物质的量最多为_______(精确到0.01)。

④CO2脱除效率与温度的关系如图2所示，高于45℃时，CO2脱除效率降低的原因可能是_______(答出一条即可)。

(2)用CO2和天然气可以制备CO和H2：CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。密闭容器中浓度均为0.1mol·L-1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率[α(CH4)]与温度及压强的关系如图3所示，则压强p1_______p2(填“>”或“<”)。若p2=3MPa，则T℃时该反应的平衡常数Kp=_______MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(3)CO2和H2在一定条件下合成甲醇。在2L恒容密闭容器中充入总物质的量为6mol的CO2和H2，发生反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，改变氢碳比[n(H2)/n(CO2)]，在不同温度下反应达到平衡状态，测得的实验数据如下表。
500600700800
1.545332012
2.060432815
3.083624022

①氢碳比为1.5，温度为500K，判断该可逆反应达到平衡状态的依据是_______(填标号)。
A.在相同时间段内，CH3OH的生成速率和CO2的消耗速率相等
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均相对分子质量保持不变
D.CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
②在700K、氢碳比为3.0条件下，若5min时反应达到平衡状态，则0～5min内用H2表示的平均反应速率为_______。
碳能源一直是人类赖以生存的主要能源。
I.已知：C(s)的燃烧热(△H)为-393.5kJ·mol-1；CO(g)的燃烧热(△H)为-283.0kJ·mol-1
(1)反应： △H=___________kJ·mol-1，在___________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应的自发进行。
II.高温下，向容积为2L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C，发生反应：，CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示：

(2)下列叙述能说明该反应已达到平衡状态的是___________(填标号)。
A．容器内压强保持不变
B．CO2(g)与CO(g)的物质的量之比为1：2
C．气体的密度保持不变
D．气体的平均相对分子质量保持不变
(3)0~2min内，用CO表示的平均反应速率为___________mol·L-1·min-1
(4)2~3min内，该反应的平衡常数K=___________mol·L-1
(5)3min末改变的条件是_______，再次达到平衡时测得容器内总压强为3MPa，此时，该反应的平衡常数Kp=________MPa(Kp为用平衡分压代替浓度的平衡常数，分压=总物质的量分数)。
(6)5min时再充入一定量的CO，则表示CO2和CO的物质的量变化的曲线分别为___________和___________(填标号)。
(7)7min时若再加入一定量的C，则CO2的平衡转化率将___________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，若再充入一定量的CO2，则CO2的平衡转化率将___________。
在工业上，常用CO和H2合成甲醇，其相关的反应原理方程式为：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H
已知：①CO(g)+O2(g)= CO2(g) △H1= a kJ/mol
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) △H2= b kJ/mol
③CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+ 2H2O(g) △H3= c kJ/mol
回答下列问题：
(1)△H= ___________kJ/mol 。
(2)能说明反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)已达平衡状态的是___________(填字母)。
A．单位时间内生成1mol CH3OH(g)的同时消耗了1mol CO(g)
B．在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变
C．在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化
D．在恒温恒压的容器中，气体的平均摩尔质量不再变化
(3)在T1℃时，体积为2L的恒容容器中充人物质的量之和为3mol的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)/n(CO)的关系如图1所示。

①当起始 =2，经过5min达到平衡，CO的转化率为60%，则0～5min内平均反应速率v(H2)___________。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol，达新平衡时H2的转化率将___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；
②当起始=3.5时，达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图象中的___________点(选填“D”、“E”或“F”) 。
(4)已知CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密闭容器中有浓度均为0.1mol•L-1的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图2，则压强P1___________P2(选填“＞” “＜” 或“=”)；当压强为P2时，在y点：v(正)___________ v(逆)(选填“大于”、“小于”或“等于”)。若P2=3MPa且在恒压体系中发生，则T℃时该反应的平衡常数Kp = ___________ MPa2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

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