合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为_________________

合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为_________________

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合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。

(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为___________________________________。
(2)在合成氨生产中,将生成的氨气及时从反应后的气体中分离出来。运用化学平衡的知识分析这样做是否有利于氨的合成,说明理由:___________。
(3)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下,初始时氮气、氢气的体积比为1:3时,平衡混合物中氨的体积分数。

①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至平衡状态A、B时的化学反应速率,则vA(NH3)________vB(NH3)(填“>”、“<”或“=”)。
②在相同温度下,当压强由p1变为p3时,合成氨反应的化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③在250°C、1.0×104kPa下,H2的转化率为________%(计算结果保留小数点后1位)。
答案
(1)CH4+H2O(g)CO+3H2
(2)移走氨气,减小生成物浓度,平衡右移,有利于氨的合成
(3)①< ②不变 ③66.7
解析
(1)由原子守恒可写出:CH4+H2O(g)CO+3H2。(2)从反应体系中移走氨气,减小了生成物浓度,平衡向右移动,利于NH3生成。(3)化学平衡常数只和温度有关,改变压强,化学平衡常数不变。由图示可知250°C、1.0×104 kPa时,平衡混合物中NH3占50%,设N2的转化量为x,则:
N2 + 3H22NH3
起始:  1       3      0
转化:  x       3x     2x
平衡:  1-x  3-3x  2x
即: ×100%=50%,解得x=2/3,
故a(H2)= ×100%≈66.7%。
举一反三
用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g) ΔH<0
完成下列填空:
(1)在一定温度下进行上述反应,若反应容器的容积为2 L,3 min后达到平衡,测得固体的质量增加了2.80 g,则H2的平均反应速率为________mol/(L·min);该反应的平衡常数表达式K=________。
(2)上述反应达到平衡后,下列说法正确的是________。
a.其他条件不变,压强增大,平衡常数K减小
b.其他条件不变,温度升高,平衡常数K减小
c.其他条件不变,增大Si3N4物质的量平衡向左移动
d.其他条件不变,增大HCl物质的量平衡向左移动
(3)一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是________。
a.3v(N2)=v(H2)
b.v(HCl)=4v(SiCl4)
c.混合气体密度保持不变
d.c(N2):c(H2):c(HCl)=1:3:6
(4)若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n,保持其他条件不变,降低温度后达到新的平衡时,H2和HCl的物质的量之比________m/n(填“>”、“=”或“<”)。
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对于可逆反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是(  )。
A.反应达到平衡时,若两种反应物的转化率相等,则起始投入的n(NH3)∶n(O2)=4∶5
B.反应达到平衡时,对体系充入稀有气体并加压,平衡总是向逆反应方向移动
C.反应达到平衡时,若向压强固定的密闭容器中充入稀有气体,平衡不移动
D.当v(NH3)∶v(NO)=1∶1时,说明该化学反应已经达到平衡

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将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0。4 s后反应达到平衡状态,此时测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法中正确的是       (  )。
A.当A、B、C物质的量浓度之比为2∶1∶2时,反应即达到平衡状态
B.4 s内用物质B表示的反应速率为0.075 mol·L-1·s-1
C.达平衡后若通入一定量氦气,A的转化率降低
D.达平衡后若升高温度,C的浓度将增大
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在我国汽车尾气已成为主要的大气污染物,使用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx和碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少污染。向容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂),分别充入等量的NOx及C3H6,在不同温度下,发生如下反应:

①18 NO(g)+2C3H6(g)9N2(g)+6CO2(g)+6H2O(g);
②18 NO2(g)+4C3H6(g)9N2(g)+12 CO2(g)+12 H2O(g)
分别测定不同温度时NOx的转化率,所得的曲线如图所示。下列说法正确的是(  )。
A.该反应的ΔH>0
B.加入催化剂,NO(g)的转化率比NO2(g)的低
C.分离出H2O(g)可提高碳氢化合物的转化率
D.增大C3H6(g)的浓度可提高NOx的转化率,具有实际意义

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在一密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,探讨温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1,T2均大于300 ℃),下列说法正确的是              (  )。
A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=mol·L-1·min-1
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.该反应为吸热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时增大

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