Question

【題目】（1）將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下三組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	6
2	900	1	2	0.4	1.6	3
3	900	a	b	c	d	t

①實(shí)驗(yàn)1中從反應(yīng)開始至平衡以CO2表示的平均反應(yīng)速率為v(CO2)＝____(取小數(shù)點(diǎn)后兩位，下同)。

②該反應(yīng)的正反應(yīng)為___(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)2條件下平衡常數(shù)K＝___。

（2）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如圖表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ·mol－1)的變化。在體積為1L的恒容密閉容器中，充入1molCO2和3molH2，達(dá)到平衡后下列措施中能使c(CH3OH)增大的是____。

a．升高溫度 b．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大

c．將H2O(g)從體系中分離出來 d．再充入1 mol CO2和3 mol H2

Answer 1

【答案】0.13mol·L－1·min－1 放 0.17 cd

【解析】

(1)①根據(jù)v(CO2)=計(jì)算二氧化碳平均反應(yīng)速率；②根據(jù)實(shí)驗(yàn)1、2轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系分析判斷其反應(yīng)熱；根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)K=計(jì)算；

(2)根據(jù)反應(yīng)過程中能量變化圖像知，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，能使c(CH3OH)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，據(jù)此分析判斷。

(1)①根據(jù)表格數(shù)據(jù)，反應(yīng)的CO為1.6mol，則生成的CO2為1.6mol，v(CO2)===0.13mol/(L·min)，故答案為：0.13mol/(L·min)；

②實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為：×100%=40%，實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為：×100%=20%，溫度升高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，則逆向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，所以正向?yàn)榉艧岱磻?yīng)；實(shí)驗(yàn)2條件下，平衡時(shí)c(CO)==0.8mol/L，c(H2)==0.2mol/L，c(H2O)==0.6mol/L，c(CO2)=c(H2)==0.2mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)K===0.17，故答案為：放；0.17；

(2)根據(jù)反應(yīng)過程中能量變化圖像可知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。a．升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，c(CH3OH)減小，故a錯(cuò)誤；b．充入He(g)，使體系壓強(qiáng)增大，由于容器為恒容容器，各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，c(CH3OH)不變，故b錯(cuò)誤；c．將H2O(g)從體系中分離出來，平衡正向移動(dòng)，c(CH3OH)增大，故c正確；d．再充入1mol CO2和3molH2，平衡正向移動(dòng)，c(CH3OH)增大，故d正確；故答案為：cd。