问题
填空题
合成氨尿素工业生产过程中涉及的物质转化过程如下图所示。
(1)天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应生成H2和CO的化学方程式为___________________________________。
(2)在合成氨生产中，将生成的氨气及时从反应后的气体中分离出来。运用化学平衡的知识分析这样做是否有利于氨的合成，说明理由：___________。
(3)下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为1：3时，平衡混合物中氨的体积分数。
①若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(NH3)________vB(NH3)(填“>”、“<”或“＝”)。
②在相同温度下，当压强由p1变为p3时，合成氨反应的化学平衡常数________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③在250°C、1.0×104kPa下，H2的转化率为________%(计算结果保留小数点后1位)。
答案
(1)CH4＋H2O(g)
CO＋3H2
(2)移走氨气，减小生成物浓度，平衡右移，有利于氨的合成
(3)①< ②不变 ③66.7
(1)由原子守恒可写出：CH4＋H2O(g)CO＋3H2。(2)从反应体系中移走氨气，减小了生成物浓度，平衡向右移动，利于NH3生成。(3)化学平衡常数只和温度有关，改变压强，化学平衡常数不变。由图示可知250°C、1.0×104 kPa时，平衡混合物中NH3占50%，设N2的转化量为x，则：
N2 ＋ 3H2
2NH3
起始： 1 3 0
转化： x 3x 2x
平衡： 1－x 3－3x 2x
即：
×100%＝50%，解得x＝2/3，
故a(H2)＝
×100%≈66.7%。