Question

【题目】.二氧化碳的回收利用对温室气体的减排具有重要的意义。在2L密闭容器中，加入2.00 mol CO2和2.00 mol H2以及催化剂发生反应：CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) △H，测得，n(H2)/mol在不同温度随时间的变化如下表：

实验编号	时间/min	60	90	120	150	180
Ⅰ	T1/K	1.50mol	1.32 mol	1.28 mol	1.26 mol	1.26 mol
Ⅱ	T2/K	1.45mol	1.20 mol	1.10 mol	1.10 mol	1.10 mol

(1)实验I中0～60min内用HCOOH表示的该反应的平均反应速率为____________。

(2)实验II反应开始时体系压强为P0，第90min时体系压强为P1，则P1：P0＝_______。

(3)T2温度下反应的平衡常数为______________。

(4)比较实验温度T1____T2(填“>”或“<”)，该反应的△H____0(填“>”、“＝”或“<”)。

(5)下列说法正确的是_______(填编号)。

A.当CO2、H2和HCOOH的物质的量浓度之比为1：1：1时，该反应达到平衡

B.容器中气体密度不再改变，不能判断该反应是否达到平衡

C.将HCOOH液化后分离既能提高转化率又能加快反应速率

D.选用更高效的催化剂可提高生产效率

Answer 1

【答案】0.00417mol·L－1·min－1 4:5 1.488 < > BD

【解析】

（1）根据化学反应速率公式计算可得；

（2）建立三段式，依据三段式计算可得；

（3）建立三段式，依据三段式计算可得；

（4）温度越高，反应速率越快，达到平衡所需反应时间越少；

（5）A、当CO2、H2和HCOOH的物质的量浓度之比为1：1：1时，该反应可能达到平衡，也可能未达到平衡；

B、由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器中气体体积不变，容器中气体密度始终不变；

C、将HCOOH液化后分离，生成物浓度减小，化学反应速率减小；

D、选用更高效的催化剂，可加快反应速率，缩短达到平衡所需时间。

（1）由题给表格可知，实验I中0～60min内氢气的物质的量变化量为（2.00—1.50）mol=0.50mol，由方程式可知甲酸的物质的量变化量为0.50mol，则0～60min内用甲酸表示的该反应的平均反应速率为=0.00417 mol·L－1·min－1，故答案为：0.00417 mol·L－1·min－1；

（2）由题意建立如下三段式：

CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)

起（mol） 2 2 0

变（mol） 0.8 0.8 0.8

末（mol） 1.2 1.2 0.8

由P1：P0＝n1：n0可得P1：P0＝3.2mol：4mol=4:5，故答案为：4:5；

（3）由表格数据可知，T2温度下120min时反应达到平衡，由此建立三段式如下

CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)

起（mol/L） 1 1 0

变（mol/L） 0.45 0.45 0.45

平（mol/L） 0.55 0.55 0.45

则化学平衡常数K==1.488，故答案为：1.488；

（4）温度越高，反应速率越快，达到平衡所需反应时间越少，由题给表格数据可知，T2温度下120min时反应达到平衡，T1温度下150min时反应达到平衡，则T1小于T2；温度越高，氢气的物质的量越小，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，△H >0，故答案为：<；>；

（5）A、当CO2、H2和HCOOH的物质的量浓度之比为1：1：1时，该反应可能达到平衡，也可能未达到平衡，故错误；

B、由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器中气体体积不变，容器中气体密度始终不变，则容器中气体密度不再改变，不能判断该反应是否达到平衡，故正确；

C、将HCOOH液化后分离，生成物浓度减小，化学反应速率减小，故错误；

D、选用更高效的催化剂，可加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，提高生产效率，故正确；

BD正确，故答案为：BD。