Question

【题目】氢在生活、生产、科研中发挥着重要的作用。

Ⅰ.工业上利用吸热反应C(s) +2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)来制备氢气。一定条件下，将C(s)和H2O(g)分别加入甲、乙两个密闭容器发生反应，相关数据如下表：

容器	容积/L	温度/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时达到平衡后再加入lmolH2O(g)，达到新平衡后H2(g)的物质的量分数__________(填“增大”、“ 不变”或“减小”)；T2时，若起始时乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g)，此时v(正)________v(逆)(填“大 于”、“ 等 于” 或“小于”)。

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

(3)该反应能量变化曲线如图所示，下列叙述正确的是___________。

A.该反应的△H>0

B.该反应的活化能为419kJ

C.使用催化剂后反应速率加快，△H 不变

D.若改变条件使平衡向正反应方向移动，则CO 的转化率可能增大，可能不变，也可能减小

(4)反应分別在230℃、250℃、270℃进行时，CO的平衡转化率与的关系如图所示。

①230℃对应的曲线是_________________，依据是________________。

②向容积为1L的密闭容器中投入1nolCO、3molH2，在上述某温度下进行反应，平衡后测得=，则反应温度为_____________，平衡常数K=_________________。

Answer 1

【答案】 > 减小 小于 CD X 对于放热反应，其它条件不变时，温度越低反应物的转化率越高 250℃ 5.625

【解析】(l)根据表中数据甲的体积和起始投料均为乙的二倍，若温度相同则为等效平衡，平衡时氢气的量也应为乙的二倍，则乙中氢气应为1.6mol，实际只有1.2mol，反应为吸热反应，温度降低平衡逆向移动氢气的含量减小，故T1>T2；(2)T1时达到平衡后再加入lmolH2O(g)，平衡转移消耗的水比加入的少得多，故达到新平衡后H2(g)的物质的量分数减小；T2时，K=，若起始时乙容器中加入1.5molC(s)、1.2molH2O(g)、0.5molCO2(g)、1.4molH2(g)，此时Q=，反应逆向移动，v(正)小于v(逆)；(3) A.由图中信息可知，该反应反应物的总能量大于生成物的总能量，故△H<0，选项A错误；B.该反应没有催化剂条件下正反应的的活化能为419kJ/mol，选项B错误；C.使用催化剂后反应速率加快，但催化剂只能改变反应的活化能，不能改变焓变，故△H不变，选项C正确；D.若改变条件使平衡向正反应方向移动，则CO的转化率可能增大，可能不变，也可能减小，选项D正确。答案选CD；(4)①反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)为放热反应，升高温度反应逆向移动，CO的转化率降低，故230℃对应的曲线是X，依据是对于放热反应，其它条件不变时，温度越低反应物的转化率越高；

②平衡后测得=，设，，故

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

开始时的浓度（mol/L） 1 3 0

改变的浓度（mol/L） 0.9 3-4x 3x

平衡时的浓度（mol/L） 0.1 4x=1.2 3x=0.9

根据反应有3-4x=2×3x，x=0.3，代入以上数据，则时，CO的转化率为，对应的温度应该为250℃，平衡常数K=5.625。