1．(2021届·河北高三一模)氨在国民经济中占有重要地位，氨的用途十分广泛，是制造硝酸和化肥的重要原料。
(1)合成氨工业中，合成塔中每产生2 mol NH3，放出92.2 kJ热量。
1 mol N—H键形成所释放的能量约等于___________kJ。
(2)标准平衡常数中，pθ为标准压强(1×105 Pa)，p(NH3)、p(N2)和p(H2)为各组分的平衡分压，如p(NH3)=x(NH3)p，p为平衡总压，x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。当N2和H2的起始物质的量之比为1︰3时，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为ω，则Kθ=___________(用含ω的最简式表示)。 (3)工业生产尿素原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应的化学方程式为2NH3(g)＋CO2(g) CO(NH2)2(l)＋H2O(l)，该反应的平衡常数和温度关系如图1所示：
①ΔH___________0(填“>”“＜”或“=”)。
②在一定温度和压强下，若原料气中NH3和CO2的物质的量之比(氨碳比)，图2是氨碳比(x)与CO2平衡转化率(α)的关系。B点比A点CO2平衡转化率大的原因是___________。
③图2中的B点处，NH3现代心理学史的平衡转化率为___________。
【答案】(1)391 (2) (3)①＜ ②B点与A点相比，c(NH3)增大，平衡正向移动，CO2转化率增大 ③32％ 【解析】(1)根据反应 N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)及ΔH=E(反应物键能)-E(生成物键能)，ΔH=1×945.8+3×436-6×E(N-H)=92.2，解得1 mol N—H键形成所释放的能量约等于391。
(2) 根据方程式列三段式：
，，，， (3)①根据图像1得出温度升高，K减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，K与T成反比说明该反应式放热反应，则ΔH＜0。②根据，当x越大时，说明氨气相对二氧化碳来说浓度增大，导致平衡向正反应方向移动，故CO2平衡转化率增大。③根据方程式列三段式：
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2．以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。
(1)以甲醇为原料制取高纯H2是重要研究方向。甲醇水蒸气重整制氢主要发生以下两个反应：
主反应：CH3OH(g) + H2O(g) =CO2(g) + 3H2(g) △H = +49 kJ•mol－1
副反应：H2(g) + CO2(g) ＝CO(g) + H2O(g) △H=+41 kJ•mol－1
①甲醇蒸气在催化剂作用下裂解可得到H2和CO，则该反应的热化学方程式为_____，既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是_________。 ②分析适当增大水醇比对甲醇水蒸气重整制氢的好处是_________。
(2)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为：CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH = + 203 kJ•mol－1
①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k•c(CO) •c3(H2)，k 为速率常数，在某温度下测得实验数据如表：
CO浓度(mol•L－1) | H2浓度(mol•L－1) | 逆反应速率(mol•L－1•min－1) |
0.05 | c1 | 4.8 |
c2 | c1 | 19.2 |
c2 | 0.15 | 8.1 |
| | |
由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数 k为_____L3•mol－3•min－1。
②在体积为3 L的密闭容器中通入物质的量均为3 mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时H2的体积分数与温度及压强的关系如图所示：
则压强Pl______P2(填“大于”或“小于”)；N点v正______M点v逆rads(填“大于”或“小于”)；
(3)和生成的反应为，标准平衡常数＝，其中为标准压强()，、和为各组分的平衡分压，如，为平衡总压，为平衡系统中的物质的量分数。已知起始时向一密闭容器中投入 和 ，反应 ＋ 在恒定温度和标准压强下进行，的平衡产率为，则该反应的＝______(用含的代数式表示)。下图中可以表示标准平衡常数随温度的变化趋势的是________(填字母)
【答案】(1) ①CH3OH(g) = CO(g) + 2H2(g) ΔH = +90 kJ·mol－1 升温 专利权的保护范围
② 提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成或抑制副反应发生
(2)① 1.2×104 ② 大于 小于 (3)4ω(2-ω)/3(3)1/2(1-ω)2 D
【解析】(1)①已知I CH3OH(g) + H2O(g) =CO2(g) + 3H2(g) △H = +49 kJ•mol－1；II H2(g) + CO2(g) ＝CO(g) + H2O(g) △H=+41 kJ•mol－1；根据盖斯定律，I+II可得 CH3OH(g) =CO(g) + 2H2(g) 则ΔH =+49 kJ•mol－1+ +41 kJ•mol－1=+90 kJ·mol－1，故甲醇蒸气裂解得到H2和CO的化学方程式为CH3OH(g) =CO(g) + 2H2(g) 则ΔH =+49 kJ•mol－1+ +41 kJ•mol－1=+90 kJ·mol－1；反应为吸热反应，升高温度既能加快化学反应速率同时可以促使反应正向进行，提高CH3OH平衡转化率，而增大压强能加快化学反应速率，但对正反应不利，所以既能加快反应速率又能提高CH3OH平衡转化率的一种措施是升高温度；②适当增大水醇比(nH2O：nCH3OH)，可视为增大H2O的量，能使CH3OH转化率增大，生成更多的H2，抑制转化为CO的反应的进行，所以适当增大水醇比(nH农业部农药检定所2O：nCH3OH)对甲醇水蒸气重整制氢的好处为：提高甲醇的利用率，有利于抑制CO的生成；(2)①根据反应的逆反应速率表达式为 V逆=k·c(CO)·c3(H2)可知：4.8=k×0.05×C13；19.2= k× c2×C13；两个式子相除，得到c2=0.2，再根据第三组数据进行计算，8.1= k×0.2×0.153，解之得k= 1.2×104 L3·mol-3·min-1；②由反应方程式知，该反应为体积增大的反应，温度不
变时时，减小压强，平衡向正方向移动，H2的体积分数增大，则从图象可以看出，压强Pl大于P2；温度T3小于T4，温度越高，反应速率越快，N点反应温度低于M点温度，则N点v正小于M点v逆；(3)如果a/2molN2和3a/2mol H2完全反应则生成amolNH3，NH3的平衡产率为ω，则生成的n(NH3)=aωmol，则：
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