四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：请填写下列空白：（1）已知0.5 mol甲烷与0.5

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四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）：

请填写下列空白：
（1）已知0.5 mol甲烷与0.5 mol水蒸汽在t℃、pkPa时，完全反应生成一氧化碳和氢气（合成气），吸收了a kJ热量，该反应的热化学方程式是：_________________ 。
（2）在合成氨的实际生产过程中，常采取的措施之一是：将生成的氨从混合气体中及时分离出来，并将分离出氨后的氮气和氢气循环利用，同时补充氮气和氢气。请运用化学反应速率和化学平衡的观点说明采取该措施的理由：___________________。
（3）当甲烷合成氨气的转化率为75%时，5.60×10⁷L甲烷为原料能够合成 ____________L氨气。（假设体积在标准状况下测定）

答案

（1）CH₄（g）+H₂O（g）

CO（g）+3H₂（g）；△H = 2akJ/ mol
（2）增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率；减小氨气的浓度，增大氨气和氢气的浓度均有利于平衡向正反应方向移动
（3）1.12×10³

举一反三

一定条件下，体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)+Y(g)

Z(g)，经60s达到平衡，生成0.3 mol Z。下列说法正确的是 [ ]
A．以X浓度变化表示的反应速率为0. 001 mol/(L·s)
B．将容器体积变为20 L，Z的平衡浓度变为原来的1/2
C．若增大压强，则物质Y的转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的△H >0

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把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为固氮。
(1)闪电时N₂转化为NO称为大气固氮：N₂+ O₂

2NO写出该反应的平衡常数表达式：_________
(2)目前工业上多采用约500℃、合适的催化剂、20MPa~50MPa下氮气与氢气化合固氮：N₂+ 3H₂

2NH₃。
①选择500℃而不选择更高或更低的温度的原因是_____
②该条件下，在2L密闭容器中充入40molH₂和一定物质的量的N₂，200min后，生成了16mol NH₃。则 200min内N₂的平均反应速率为____。若反应至平衡时NH₃的物质的量为20mol，且该温度下反应的平衡常数K =0.1，则开始时加入容器中N₂的物质的量为________mol。
(3)下图表示两个常见的固氮反应：
①N₂+ 3H₂

2NH₃和②N₂+O₂

2NO的平衡常数(K)与温度的关系。根据图中的数据分析，下列说法正确的是( )。
A．反应①和反应②都是放热反应
B．常温下，反应①的反应速率很大，而反应②的反应速率很小
C．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小
D．在常温下，利用反应①固氮和利用反应②固氮完成程度相差很大

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化学在能源开发与利用中起着重要的作用，如甲醇、乙醇、二甲醚(CH₃ -O-CH₃)等都是新型燃料。
(1)乙醇是重要的化工产品和液体燃料，可以利用下列反应制取乙醇。 2CO₂(g)+6H₂(g)

CH₃CH₂OH(g) +3H₂O(g) △H=akJ.mol^-1 在一定压强下，测得上述反应的实验数据如下表。

根据表中数据分析：
①上述反应的a____________0（填“大于”或“小于”）。
②在一定温度下，提高氢碳比，则CO₂转化率___________（填“增大”“减小” 或“不变”）。
(2)催化剂存在的条件下，在固定容积的密闭容器中投入一定量的CO和H₂，同样可制得乙醇（可逆反应）。该反应过程中能量变化如图所示

①写出CO和H₂制备乙醇的热化学反应方程式______________
②在一定温度下，2 mol CO(g)和4 mol H₂(g)反应达到平衡时，生成b mol CH₃CH₂OH(g)和b mol H₂O(g)，若向上述密闭容器中加入4 mol CO、8 mol H₂ 及固体催化剂，使之反应。平衡时，反应产生的热量Q__________2E2（填“>”“<” 或“=”）；生成CH₃CH₂OH的物质的量___________2b(填“>”“<”或“=”)，你的判断依据是________________。
(3)二甲醚(CH₃OCH₃)被称为21世纪的新型燃料，具有清洁、高效的优良性能。以二甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池，其工作原理与甲烷燃料电池原理相类似。该电池中负极上的电极反应式是________________。

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可逆反应：2SO₂ +O₂

2SO₃的平衡状态下，保持恒温恒容向容器中加入一定量的O₂，下列说法正确的是（K为平衡常数，Qc为浓度商）

[ ]

A．Qc不变，K变大，O₂转化率增大
B．Qc不变，K变大，SO₂转化率减小
C．Qc变小，K不变，O₂转化率减小
D．Qc增大，K不变，SO₂转化率增大

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在2L的密闭容器中，一定条件下发生化学反应：2NO( g)+ 2CO(g)

N₂(g)+2CO₂(g) △H=-746.4 kJ·mol^-1。起始反应时NO和CO 各为4 mol，10秒钟后达到化学平衡，测得N₂为1 mol。下列有关反应速率的说法中，正确的是 [ ]
A．反应前5秒钟内，用NO表示的平均反应速率为0.1 mol·(L·s)^-1
B．达到平衡后，升高温度，正反应速率将减小，逆反应速率将增大
C．达到平衡后，反应速率的关系有：v正(CO)=2v逆(N₂)
D．保持容器体积不变，往容器中充入1 molO₂，正、逆反应速率都不改变

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四川有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如下图所示（图中某些转化步骤及生成物未列出）： 请填写下列空白： （1）已知0.5 mol甲烷与0.5