尿素是一种适用于各种土壤和植物的有机态氮肥。以等为原料合成尿素能回收利用二氧化碳，该反应分两步进行：①②

1. 尿素 $\text{[math]}$ 是一种适用于各种土壤和植物的有机态氮肥。

以 $\text{[math]}$ 等为原料合成尿素能回收利用二氧化碳，该反应分两步进行：

① $\text{[math]}$

② $\text{[math]}$

(1) 书写 $\text{[math]}$ 的结构式。

(2) 一定量 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 在恒温恒容密闭容器中发生反应①，不能说明达到平衡状态的是___________。 A. 混合气的压强不变 B. 混合气体的密度不变 C. 2v正 $\text{[math]}$ 逆 $\text{[math]}$ D. $\text{[math]}$ 质量不变

(3) 书写反应②的平衡常数表达式 $\text{[math]}$ 。

(4) 反应能量变化如下图所示，写出总反应的热化学方程式。

(5) 下列关于尿素合成的说法正确的是___________。 A. 及时分离出尿素可促使反应②向正反应方向移动 B. 从合成塔出来的混合气体分离出水蒸气后可以循环使用 C. 保持容积不变，充入惰性气体增大压强，可提高总反应的反应速率 D. 保持压强不变，降低氨碳比 $\text{[math]}$ 可提高反应①中 $\text{[math]}$ 的平衡转化率

【考点】

热化学方程式; 化学平衡常数; 化学平衡状态的判断;

【答案】

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综合题普通

I．回答下列问题。

（1）已知在448℃时，反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ 为49，则该温度下反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ 为；反应 $\text{[math]}$ 的平衡常数 $\text{[math]}$ 为。

II．在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应： $\text{[math]}$ ，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示：

t/℃	700	800	830	1000	1200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列问题：

（2）该反应的化学平衡常数表达式为K。

（3）某温度下，平衡浓度符合下式： $\text{[math]}$ ，试判断此时的温度为℃。

（4）在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ， c(CO)为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ ，此时反应达到平衡(填“是”或“否”)。

综合题普通

CO₂的综合利用成为研究热点，CO₂作为碳源加氢是再生能源的有效方法。回答下列问题：

I．工业上利用CO₂和H₂制备HCOOH。已知：温度为 $\text{[math]}$ ℃时， $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。实验测得： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 为速率常数。

（1） $\text{[math]}$ ℃时， $\text{[math]}$ 。

（2）该反应为吸热反应，若 $\text{[math]}$ ℃时， $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ (填“>”“<”或“=”)。

Ⅱ．在催化剂作用下，CO₂可被氢气还原为甲醇： $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ [同时有副反应 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 发生]，CO₂平衡转化率随温度和压强的变化如图。

（3）判断 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的大小关系：。解释压强一定时，CO₂的平衡转化率呈现如图变化的原因：。同时增大CO₂的平衡转化率和CH₃OH的产率可采取的措施是。

（4）向压强为p的恒温恒压密闭容器中加入1molCO₂和3molH₂ ，进行反应，达到平衡状态时，CO₂的转化率为20%，生成CO的物质的量为0.1mol，则甲醇的选择性为%[甲醇的选择性= $\text{[math]}$ ×100%]；在该温度下， $\text{[math]}$ 的压强平衡常数 $\text{[math]}$ (列出计算式，分压=总压×物质的量分数)。

综合题普通

利用页岩气中丰富的丙烷【C₃H₈】制丙烯【C₃H₆】已成为化工原料丙烯生产的重要渠道。

I.丙烷直接脱氢法：C₃H₈(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g)+H₂(g) △H₁=+124kJ•mol^-1。

总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中C₃H₈和C₃H₆的体积分数随温度、压强的变化如图。

（1）总压由10kPa变为100kPa时，化学平衡常数(填“变大”“变小”或“不变”)。

（2）图中，曲线I、III表示C₃H₆的体积分数随温度的变化，判断依据是：。

（3）图中，表示100kPa时C₃H₈的体积分数随温度变化的曲线是(填“II”或“IV”)。

II.丙烷氧化脱氢法：C₃H₈(g)+ $\text{[math]}$ O₂(g) $\text{[math]}$ C₃H₆(g)+H₂O(g) △H₂=-101kJ•mol^-1

我国科学家制备了一种新型高效催化剂用于丙烷氧化脱氢。在催化剂作用下，相同时间内，不同温度下C₃H₈的转化率和C₃H₆的产率如表：

反应温度/℃	465	480	495	510
C₃H₈的转化率/%	5.5	12.1	17.3	28.4
C₃H₆的产率/%	4.7	9.5	12.8	18.5

（4）表中，C₃H₈的转化率随温度升高而上升的原因是：(答出1点即可)。

（5）已知：C₃H₆选择性= $\text{[math]}$ ×100%。随着温度升高，C₃H₆的选择性(填“升高”“降低”或“不变”)，可能的原因是。

综合题普通