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

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+ O22NO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+ 3H22NH3
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+ 3H22NH3和②N2+O22NO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 +O22SO3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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