【答案】CH4+2H2OC(s)+2H2O(g)【解析】 【分析】 【详解】

4H2+CO2 C(s)+CO2(g)=2CO(g)或

2H2(g)+CO2(g) abc 降低 CaO+H2O=Ca(OH)2 左（或逆向） 氧

气（或O2） CH3OH-6e-+8OH-＝CO32-+6H2O 2Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+

（1）根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为4:1，结合原子守恒可得反应的化学方程式为CH4+2H2O

4H2+CO2；

（2）已知反应器中还存在如下反应： i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH1 ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2 iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) ΔH3

根据盖斯定律，由i-ii-iii或i+ii- iii可得C(s)+CO2(g)=2CO(g)或C(s)+2H2O(g)

2H2(g)+CO2(g)，所以利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利用

2H2(g)+CO2(g)；

C(s)+CO2(g)=2CO(g)或C(s)+2H2O(g)

（3）反应物的投料比n(H2O):n(CH4)=4:1，大于初始反应的化学计量数之比，H2O 的物质的量增加，有利于促进CH4转化，促进CO转化为CO2，防止CH4分解生成C(s)，从而减少积炭生成；答案选abc。

（4）根据题图可知，从t1时开始，CaO 消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO消耗率逐渐降低。CaO与CO2反应生成CaCO3， CaCO3会覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积，从而失效；

(5) 模拟铝制品表面“钝化” 处理，则电极铝是阳极，与电源的正极相连，则C为阴极，与电源的负极相连，所以a物质是氧气， b物质是甲醇，负极的电极反应式为：CH3OH-6e-+8OH-＝CO32-+6H2O。铝为阳极，会发生氧化反应，表面形成氧化膜，必须有水参加，

-+

所以电极反应式为：2Al+3H2O-6e=Al2O3+6H。

6．尿素在农业、医药等诸多领域应用广泛。工业上有多种工艺用NH3和CO2直接合成尿素。

(1)水溶液全循环法合成尿素的反应过程可用下列热化学方程式表示： 反应I 2NH3(1) +CO2(g)?NH2 COONH4(1) △H1 = - 119.2 kJ?mol-1

反应II NH2COONH4(1)?CO(NH2)2(1)+ H2O(1) △H2= 15.5 kJ?mol-1

①写出NH3(1)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(1)和液态水的热化学方程式：______。 ②该工艺要求在190~ 200℃、13 ~ 24 MPa 的条件下反应，90℃左右反应可实现最高平衡转化率。试解释选择高压条件的理由：_________。 (2)在不同氨碳比L=

n?NH3?n?CO2?和水碳比W=

n?H2O?n?CO2? 条件下CO2平衡转化率x随温度T变

化情况如图所示：

①CO2平衡转化率x随温度T升高先增大后减小，试分析原因：_________。 ②在图中，画出L=4、W=O时CO2平衡转化率x随温度T变化的曲线示意图____。 (3)实验室模拟热气循环法合成尿素，T℃度时，将5.6mol NH3与5.2molCO2在容积恒定为0.5L的恒温密闭容器中发生反应：2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O (g) △H1＝—43kJ?mol-1

。达到平衡状态时，NH3与CO2的平衡分压之比 p(NH3): p(CO2)= 2:13。[p(NH3)= x(NH3)?p，

x(NH3)为平衡体系中NH3的物质的量分数，p为平衡总压]。 ①T ℃时，该反应的平衡常数 K = ______________。

②若不考虑副反应，对于该反应体系，下列说法正确的是 _________ 。 A．当反应体系中气体分子的平均摩尔质量保持不变时，反应达到平衡状态 B．相同条件下，提高水碳比或降低氨碳比都会使NH3 的平衡转化率降低 C．在容器中加入CaO，(可与 H2O反应)，提高CO(NH2)2产率

D．反应开始后的一段时间内，适当升温可提高单位时间内CO2的转化率 mol-1 190~200℃时，NH 【答案】2NH3(l)+ CO2(g)?CO(NH2)2 (l)+ H2O(l) △H =-103.7kJ·

2COONH4 容易分解为 NH3和

CO2，高压有利于反应I正向进行 温度升高，反应I平衡逆向

移动，反应II 平衡正向移动，在190~200℃之前，反应II 正向进行的趋势更大，190~200℃

之后，反应I逆向进行的趋势更大

1.5625 D 【解析】 【分析】 【详解】

（1）水溶液全循环法合成尿素的反应过程可用下列热化学方程式表示： 反应I 2NH3(1) +CO2(g)?NH2 COONH4(1) △H1 = - 119.2 kJ?mol-1 反应II NH2COONH4(1)?CO(NH2)2(1)+ H2O(1) △H2= 15.5 kJ?mol-1

①根据盖斯定律，反应I+反应II得：NH3(1)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(1)和液态水的热化mol-1。故答案为：2NH3(l)+ 学方程式：2NH3(l)+ CO2(g)?CO(NH2)2 (l)+ H2O(l) △H =-103.7kJ·CO2(g)?CO(NH2)2 (l)+ H2O(l) △H2=-103.7kJ·mol-1；

②反应I 2NH3(1) +CO2(g)?NH2 COONH4(1) 是气体体积减小的反应，选择高压条件的理由：190~200℃时，NH 2COONH4 容易分解为 NH3和CO2，高压有利于反应I正向进行。故答案为：190~200℃时，NH 2COONH4 容易分解为 NH3和CO2，高压有利于反应I正向进行； （2）①CO2平衡转化率x随温度T升高先增大后减小，因为：温度升高，反应I平衡逆向移动，反应II 平衡正向移动，在190~200℃之前，反应II 正向进行的趋势更大，190~200℃ 之后，反应I逆向进行的趋势更大。故答案为：温度升高，反应I平衡逆向移动，反应II 平衡正向移动，在190~200℃之前，反应II 正向进行的趋势更大，190~200℃ 之后，反应I逆向进行的趋势更大；

②L越大，氨的比例越大，根据反应I ，提高氨的浓度，二氧化碳的转化率增大，曲线应在原曲线之上，温度升高，反应I平衡逆向移动，反应II 平衡正向移动，在190~200℃之前，反应II 正向进行的趋势更大，转化率先增大，此后变小，L=4、W=O时CO2平衡转化率x

随温度T变化的曲线示意图。故答案为：

；

（3）①T ℃时，该反应的平衡常数:

2NH3?g?+CO2?g??开始/mol变化/mol平衡/mol5.62x5.6-2x5.2x5.2-xCO?NH2?2?s?+H2O?g?0xx

5.6?2x2? ，

5.2?x13x=2.6mol

2.60.5K== 1.5625。 2.60.42?()0.50.5故答案为：1.5625；

②A．2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(s)+H2O (g) 该反应中，若平衡正向移动，混合气的总质量减小，总物质的量也减小，所以反应体系中气体分子的平均摩尔质量不能确定是否保持不变，故当反应体系中气体分子的平均摩尔质量不再变化时，不能判断反应是否达到平衡状态，故A错误；

B．相同条件下，提高水碳比相当于提高生成物浓度，氨的平衡转化率降低，降低氨碳比会使NH3的平衡转化率增大，故B错误；

C．在容器中加入CaO，(可与 H2O)反应，但生成的氢氧化钙也能与反应物反应，降低CO(NH2)2产率，故C错误；

D．反应开始后的一段时间内，在没有达到平衡前，适当升温可提高单位时间内CO2的转