化学：化学平衡状态的判断经典例题

(14分)我国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）：

（1）“造合成气”发生的热化学方程式是CH₄(g)+H₂O(g) CO(g)+3H₂(g)；△H＞0
在恒温恒容的条件下，欲提高CH₄的反应速率和转化率，下列措施可行的是     。
A、增大压强    B、升高温度     C、充入He气    D、增大水蒸气浓度

温度/℃	400	500	800
平衡常数K	9.94	9	1

（2）“转化一氧化碳”发生的方程式是H₂O(g) +CO(g) H₂(g)+CO₂(g)，该反应平衡常数随温度的变化如下：
提高氢碳比[ n（H₂O）/n（CO）]，K值   （填“增大”、“不变”或“减小”）；若该反应在400℃时进行，起始通入等物质的量的H₂O和CO，反应进行到某一时刻时CO和CO₂的浓度比为1∶3，此时v（正）   v（逆）（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（3）有关合成氨工业的说法中正确的是     。
A、该反应属于人工固氮
B、合成氨工业中使用催化剂能提高反应物的利用率
C、合成氨反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D、合成氨工业采用循环操作的主要原因是为了加快反应速率
（4）生产尿素过程中，理论上n(NH₃)∶n(CO₂)的最佳配比为  ，而实际生产过程中，往往使n(NH₃)∶n(CO₂)≥3，这是因为     。
（5）当甲烷合成氨气的转化率为60％时，以3.0×10⁸ L甲烷为原料能够合成     L 氨气。（假设体积均在标准状况下测定）
答案 :
（16分）（每空2分）（1）B D  （选对1个得1分，只要选错得0分） 
（2）不变；＞      （3）A（4）2:1；有利于提高CO₂的转化率，因为NH₃极易溶于水，便于分离、回收利用（5）4.8×10⁸  
汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致： N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)　ΔH>0，已知该反应在2 404 ℃ 时，平衡常数K＝64×10^－4。请回答：
（1）某温度下，向2L的密闭容器中充入N₂和O₂各1mol，5分钟后O₂的物质的量为0.5mol，则N₂的反应速率________。
（2）假定该反应是在恒容条件下进行，判断该反应达到平衡的标志________。

A．消耗1 mol N2同时生成1 mol O2	B．混合气体密度不变
C．混合气体平均相对分子质量不变	D．2v(N2)正＝v(NO)逆

（3）将N₂、O₂的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是________(填字母序号)。

（4）向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N₂和O₂，达到平衡状态后再向其中充入一定量NO，重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比，此时平衡混合气中NO的体积分数______。(填“变大、“变小”或“不变”)
（5）该温度下，某时刻测得容器内N₂、O₂、NO的浓度分别为2.5×10^－1mol/L、4.0×10^－2mol/L和3.0×10^－3mol/L，此时反应___________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”)，理由是____
答案 :
（1）0.05 mol/(L·min)　（2）A、D　（3）A、C；　（4）不变；（5） 向正反应方向进行　因为浓度商Q_c<K