题目内容

【题目】近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。

(1)2L的密闭容器中,充有2mol CO4mol 水蒸气,在催化剂作用下进行如下化学反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)CO的转化率和温度t的关系如下表:

t()

750

850

1000

CO%

0.7

2/3

0.5

1000℃时该反应的平衡常数为___________________850℃时,向该容器中重新通入1mol CO1.5mol H2O0.5mol CO22molH2,此时反应___________(向右进行向左进行处于平衡状态”)

(2)已知:

C(s)O2 (g) ===CO2(g) H1=393.5kJ·mol1

2H2(g)O2(g)=== 2H2O(g) H2=483.6kJ·mol1

C(s)H2O(g)=== CO(g)H2(g) H3=+131.3kJ·mol1

COH2O生成CO2H2的热化学方程式为_________________________

(3)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH-49.0 kJ·mol1。现向体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CO23mol H2,反应过程中测得CO2CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。

①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)_________

②若改变条件使平衡向正反应方向移动,则平衡常数_________

a.不变 b.减小 c.增大 d.不变或减小 e.不变或增大

【答案】 向右进行 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-41.2 kJ/mol 0.225mol·L1·min1 e

【解析】

(1)利用三段式,分别计算1000℃850℃时的平衡常数,根据QK的关系判断反应方向;

(2) 根据盖斯定律计算COH2O生成CO2H2的焓变;

(3) 根据计算v(H2)

②根据影响平衡常数的因素分析;

(1) 1000℃时,CO平衡转化率为0.5

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

开始 1 2 0 0

转化 0.5 0.5 0.5 0.5

平衡 0.5 1.5 0.5 0.5

1000℃时,

850℃时,CO平衡转化率为

CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)

开始1 2 0 0

转化

平衡

850℃时,1850℃时,向该容器中重新通入1mol CO1.5mol H2O0.5mol CO22molH2= Q<K,反应向右进行;

(2) C(s)O2 (g) ===CO2(g) H1=393.5kJ·mol1

2H2(g)O2(g)=== 2H2O(g) H2=483.6kJ·mol1

C(s)H2O(g)=== CO(g)H2(g) H3=+131.3kJ·mol1

根据盖斯定律 ①-②-③得CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-41.2 kJ/mol

(3) 根据图像,甲醇的浓度变化量为0.75mol/L,则氢气的浓度变化量为0.75mol/L×3=2.25 mol/L 0.225mol·L1·min1

②平衡常数只与温度有关,若改变温度平衡正向移动,则平衡常数增大,若改变其它因素平衡正向移动,则平衡常数不变,故选e

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