Question

【題目】氫在生活、生產、科研中發揮著重要的作用。

Ⅰ.工業上利用吸熱反應C(s) +2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)來制備氫氣。一定條件下，將C(s)和H2O(g)分別加入甲、乙兩個密閉容器發生反應，相關數據如下表：

容器	容積/L	溫度/L	起始量/mol		平衡量/mol
			C(s)	H2O(g)	H2(g)
甲	2	T1	3	4	3.2
乙	1	T2	1.5	2	1.2

(l)T1_______T2 (填“>”、“ =”或“<”)。

(2)T1時達到平衡后再加入lmolH2O(g)，達到新平衡后H2(g)的物質的量分數__________(填“增大”、“ 不變”或“減小”)；T2時，若起始時乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g)，此時v(正)________v(逆)(填“大 于”、“ 等 于” 或“小于”)。

Ⅱ.CO(g)和H2(g)在一定條件下可合成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H

(3)該反應能量變化曲線如圖所示，下列敘述正確的是___________。

A.該反應的△H>0

B.該反應的活化能為419kJ

C.使用催化劑后反應速率加快，△H 不變

D.若改變條件使平衡向正反應方向移動，則CO 的轉化率可能增大，可能不變，也可能減小

(4)反應分別在230℃、250℃、270℃進行時，CO的平衡轉化率與的關系如圖所示。

①230℃對應的曲線是_________________，依據是________________。

②向容積為1L的密閉容器中投入1nolCO、3molH2，在上述某溫度下進行反應，平衡后測得=，則反應溫度為_____________，平衡常數K=_________________。

Answer 1

【答案】 > 減小 小于 CD X 對于放熱反應，其它條件不變時，溫度越低反應物的轉化率越高 250℃ 5.625

【解析】(l)根據表中數據甲的體積和起始投料均為乙的二倍，若溫度相同則為等效平衡，平衡時氫氣的量也應為乙的二倍，則乙中氫氣應為1.6mol，實際只有1.2mol，反應為吸熱反應，溫度降低平衡逆向移動氫氣的含量減小，故T1>T2；(2)T1時達到平衡后再加入lmolH2O(g)，平衡轉移消耗的水比加入的少得多，故達到新平衡后H2(g)的物質的量分數減小；T2時，K=，若起始時乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g)，此時Q=，反應逆向移動，v(正)小于v(逆)；(3) A.由圖中信息可知，該反應反應物的總能量大于生成物的總能量，故△H<0，選項A錯誤；B.該反應沒有催化劑條件下正反應的的活化能為419kJ/mol，選項B錯誤；C.使用催化劑后反應速率加快，但催化劑只能改變反應的活化能，不能改變焓變，故△H不變，選項C正確；D.若改變條件使平衡向正反應方向移動，則CO的轉化率可能增大，可能不變，也可能減小，選項D正確。答案選CD；(4)①反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)為放熱反應，升高溫度反應逆向移動，CO的轉化率降低，故230℃對應的曲線是X，依據是對于放熱反應，其它條件不變時，溫度越低反應物的轉化率越高；

②平衡后測得=，設，，故

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

開始時的濃度（mol/L） 1 3 0

改變的濃度（mol/L） 0.9 3-4x 3x

平衡時的濃度（mol/L） 0.1 4x=1.2 3x=0.9

根據反應有3-4x=2×3x，x=0.3，代入以上數據，則時，CO的轉化率為，對應的溫度應該為250℃，平衡常數K=5.625。