Question

【题目】一定条件下，CO2和CO可以互相转化

（1）某温度下,在容积为2L的密闭容器按甲、乙两种方式投入反应物发生反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。

容器	反应物
甲	8molCO2(g)、16molH2(g)
乙	wmolCO2(g)、xmolH2(g)、ymolCO(g)、zmolH2O(g)

甲容器15min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%，则0-15min内平均反应速率(H2)=______，此条件下该反应的平衡常数K=______。欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则w、x、y、z需满足的关系是________________，且________________(用含y的等式表示)。

（2）研究表明,温度、压强对反应C6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH中乙苯的平衡转化率影响如下图所示：则ΔH ______0（填“>”“< ” 或“=”），压强p1、p2、p3从大到小的顺序是________________。

（3）CO可被NO2氧化CO+NO2 CO2+NO。当温度高于225℃时，反应速率正=k正·c(CO) ·c(NO2)、逆= k逆·c(CO2) ·c(NO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。在上述温度范围内，k正、k逆与该反应的平衡常数K之间的关系为______。

Answer 1

【答案】0.2mol/（L·min） 1.8或 y=z y=x-2w ＞ p1＞p2＞p3 =K

【解析】

（1）甲容器15 min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%，则转化CO2为8mol×75%=6mol，列三段式：

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）

起始c： 4 8 0 0

转化c： 3 3 3 3

平衡c： 1 5 3 3

据此计算可得；

欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则将乙中CO和H2O转化为与甲初始物质一样使满足与甲中投入量等比例；

（2）温度和压强对化学平衡的影响；

（3）已知：v 正=k正·c（CO）·c（NO2）、v逆=k逆·c（CO2）·c（NO），平衡时：v 正=v逆，代入可得。

（1）甲容器15 min后达到平衡，此时CO2的转化率为75%，则转化CO2为8mol×75%=6mol，列三段式：

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）

起始c： 4 8 0 0

转化c： 3 3 3 3

平衡c： 1 5 3 3

则0～15 min内平均反应速率v（H2）=3mol·L－1÷15min=0.2mol/（L·min）；此条件下该反应的平衡常数K=3×3÷(1×5)=1.8（或）；

欲使平衡后乙与甲中相同组分气体的体积分数相等，则将乙中CO和H2O转化为与甲初始物质一样使满足与甲中投入量等比例，甲的初始投入量为8 mol CO2（g）、16 mol H2（g），故乙转化后应只有CO2（g）和 H2（g），故y=z；同时转化为满足n（CO2）：n（H2）=8：16=1：2，则有（w+y）：（x+y）=1：2，解得y=x-2w；

（2）温度升高，有利于吸热方向，根据图，一定压强下，温度升高，乙苯的平衡转化率增大，即正方向为吸热方向，故反应的△H＞0；又 反应C6H5CH2CH3（g）+CO2（g）C6H5CH=H2（g）+CO（g）+H2O（g）为气体体积增大的反应，压强增大，平衡向着逆方向，乙苯的平衡转化率减小，故p1＞p2＞p3；

（3）CO可被NO2氧化：CO+NO2CO2+NO．已知：v 正=k正·c（CO）·c（NO2）、v逆=k逆·c（CO2）·c（NO），平衡时：v 正=v逆，故k正·c（CO）·c（NO2）=k逆·c（CO2）··c（NO），==K。