Question

【题目】（1）已知反应2HI（g）=H2（g） + I2（g）的△H=+11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化学键断裂时分别需要吸收436KJ、151KJ的能量，则1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为___kJ。

（2）已知某密闭容器中存在下列平衡：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g），CO的平衡物质的量浓度c（CO）与温度T的关系如图所示。

①该反应△H__________ 0（填“＞”或“＜”）

②若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1_______K2（填“＞”、“＜”或“=”）。

③T3时在某刚性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），达到平衡后测得CO的转化率为75%，则T3时平衡常数K3=____________。

（3）在恒容密闭容器中，加入足量的MoS2和O2，仅发生反应： 2MoS2（s）+7O2（g） 2MoO3（s）+4SO2（g） ΔH。

测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示：

①p1、p2、p3的大小：_________。

②若初始时通入7.0 mol O2，p2为7.0 kPa，则A点平衡常数Kp=________（用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可）。

（4）中科院兰州化学物理研究所用Fe3（CO）12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。

催化剂中添加Na、K、Cu助剂后（助剂也起催化作用）可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。

助剂	CO2转化率（%）	各产物在所有产物中的占比（%）
		C2H4	C3H6	其他
Na	42.5	35.9	39.6	24.5
K	27.2	75.6	22.8	1.6
Cu	9.8	80.7	12.5	6.8

①欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3（CO）12/ZSM-5中添加_______助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是_____；

②下列说法正确的是______；

a 第ⅰ步所反应为：CO2+H2CO+H2O

b 第ⅰ步反应的活化能低于第ⅱ步

c 催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用

d Fe3（CO）12/ZSM-5使CO2加氢合成低碳烯烃的ΔH减小

e 添加不同助剂后，反应的平衡常数各不相同

Answer 1

【答案】299 ＜ ＞ 1.8 p1＞p2＞p3 211/77（kPa）-3 K 降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响 ac

【解析】

（1）设1molHI（g）分子中化学键断裂时需吸收的能量为x kJ，则：2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ，解得x=299，

故答案为：299；

（2）①由图可知，温度越高平衡时c（CO）越大，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应进行，故正反应是放热反应，即该反应△H＜0；

②该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，化学平衡常数减小，故

则K1＞K2；。

③T3时在某刚性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），达到平衡后测得CO的转化率为75%，

K= =1.8，则T3时平衡常数K3=1.8。

故答案为：＜；＞；1.8；

（3）①根据图知，压强一定时，升高温度氧气的转化率降低，平衡逆向移动，则△H＜0；该反应的正反应是一个反应前后气体体积减小的可逆反应，增大压强平衡正向移动，氧气转化率增大，所以压强：p1＞p2＞p3；

②若初始时通入7.0molO2，P2为7.0kPa，A点氧气转化率为50%，则A点n（O2）=7mol×（1-50%）=3.5mol，生成n（SO2）= =2mol，恒温恒容条件下气体压强之比等于物质的量之比，所以A点压强=×7.0kPa=5.5kPa，P（O2）=×5.5kPa=3.5kPa，P（SO2）=（5.5-3.5）kPa=2kPa，则A点平衡常数Kp=（kPa）-3 ；

故答案为： p1＞p2＞p3 ；（kPa）-3 ；

（4）①欲提高单位时间内乙烯的产量，在Fe3（CO）12/ZSM-5中添加K助剂效果最好；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响；

②①由表中数据可知，Na的其他副反应占比大，Cu的CO2转化率低，兼顾乙烯的产率、CO2转化率和对副反应的影响，选择添加K助剂效果最好，不仅能提高单位时间内乙烯产量，并且其他副反应占比少，根本原因是降低反应的活化能、加快乙烯生成速率，

故答案为：K； 降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响；

②a．由催化CO2加氢合成低碳烯烃反应可知，第ⅰ步所反应为：CO2+H2CO+H2O，故a正确；

b．第ⅰ步反应是慢反应，第ⅱ步是快反应，反应的活化能越低，反应速率越快，所以第ⅰ步反应的活化能高于第ⅱ步，故b错误；

c．助剂可改变反应的选择性，所以催化剂助剂主要在低聚反应、异构化反应环节起作用，故c正确；

d．催化剂不能改变平衡状态，不能改变焓变△H，故d错误；

e．反应的平衡常数只与温度有关，不同助剂能改变反应历程，但不能改变反应的起始状态、不能改变反应温度，所以反应的平衡常数不变，故e错误；

故答案为：ac。