氨可用于制取氨水、液氮、氮肥（尿素、碳铵等）、硝酸、铵盐、纯碱等，因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中，是重要的化工产品．（1）以甲烷为原料可

Question

氨可用于制取氨水、液氮、氮肥（尿素、碳铵等）、硝酸、铵盐、纯碱等，因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中，是重要的化工产品．
（1）以甲烷为原料可制得合成氨气用的氢气．有关化学反应的能量变化如图1所示．则CH₄（g）与H₂O（g）反应生成CO（g）和H₂（g）的热化学方程式为___．

（2）已知N₂（g）+3H₂⇌2NH₃（g）△H=-94.4kJ•mol^-1，恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示．

①25min时采取的措施是___．
②在实际制氨气工业生产中和该措施的目的相同的其它措施还有___．
（3）①CO可使合成氨的催化剂中毒而失去活性，因此工业上常用乙酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气体中的CO，反应原理：[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）⇌[Cu（NH₃）₃]CH₃COO•CO（l）△H<0，吸收后的乙酸铜氨溶液经过适当处理后可再生而恢复其吸收CO的能力，则再生的适宜条件是___．（填字母序号）．
A．高温、高压       B．高温、低压        C．低温、低压        D．低温、高压
②在一恒温恒容的密闭容器中，按照1：1充入一定物质的量的CO和NH₃气体与足量的乙酸二氨合铜（I）溶液反应，容器中氨气的物质的量浓度随时间的变化如图3所示．若在35s时再充入原物质的量的CO和NH₃气体后，请在图3中画出氨气的物质的量浓度随时间变化图．
（4）①用氨气制取尿素[CO（NH₂）]的反应为2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）△H<0．某温度下，向容器为100L的密闭容器中通入4mol NH₃和2molCO₂，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO₂的转化率为50%．则该反应的平衡常数K=___．
②在实际工业生产中，原料气带有水蒸气，图4表示CO₂的转化率与氨碳比 (n(NH3))/(n(CO2))、水碳比 (n(H2O))/(n(CO2))的变化关系．
a、曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比（n（H₂O）/n（CO₂））最大的是___．
b、测得B点氨的转化率为40%，则x₁=___．

Answer 1

（1）图象分析反应过程都是能量降低的过程，反应的热化学方程式为：
①CO（g）+(1)/(2)O₂（g）=CO₂（g）△H=+bKJ/mol
②H₂（g）+(1)/(2)O₂（g）=H₂O（g）△H=-cKJ/mol
③CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-bKJ/mol
由盖斯定律③-②×3-①得到：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=-（a+b-3C） kJ．mol^-1，
故答案为：CH₄（g）+H₂O（g）=CO（g）+3H₂ （g）△H=-（a+b-3C） kJ．mol^-1；
（2）①25min时氨气的物质的量迅速变为0而氮气、氢气的物质的量不变，之后氮气、氢气的物质的量逐渐减小，氨气的物质的量逐渐增大，说明25min时将NH₃从反应体系中分离出去，
故答案为：将NH₃从反应体系中分离出去；
②在实际制氨气工业生产中和该措施的目的相同的其它措施还有高压、原料气循环利用等方法，故答案为：高压、原料气循环利用等；
（3）①吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，依据化学平衡[Cu（NH₃）₂CH₃COO]（l）+CO（g）+NH₃（g）⇌[Cu（NH₃）₃]CH₃COO•CO（l）；△H<0，反应是气体体积减小的放热反应，平衡逆向进行是再生的原理，再生的适宜条件是高温低压，
故答案为：B；
②若反应延续至70s，保持其它条件不变情况下，使用催化剂时，改变反应速率，不改变化学平衡，曲线的转折点在横坐标40之前，纵坐标必需在20的线上，该反应的进程曲线为如图所示：，
故答案为：；
（4）①某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4molNH₃和2molCO₂，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO₂的转化率为50%，转化的二氧化碳为1mol，则：
           2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂（l）+H₂O（g）
起始量（mol）：4        2                       0
变化量（mol）：2        1                       1
平衡量（mol）：2        1                       1
则平衡常数K=(c(H2O))/(c2(NH3)×c(CO2))=((1)/(100))/(((2)/(100))2×(1)/(100))=2500L²•mol^-2，
故答案为：2500；
②a、氨碳比相同时曲线Ⅰ二氧化碳的转化率大，所以生产中选用水碳比的数值为Ⅲ，故答案为：Ⅲ；
b、由题意可知：2NH₃（g）+CO₂（g）⇌CO（NH₂）₂+H₂O（g）
   起始量   x₁      1
   变化量   2a      a
即：(2a)/(x1)=40%，(a)/(1)=60%，则x₁=3，
故答案为：3．