题目内容
【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2.00molCO2和2.0 mol H2以及催化剂发生反应:CO2(g)+H2 (g)HCOOH(g) ΔH,测得,n(H2)/mol在不同温度随时间的变化如下表:
60 min | 90 min | 120 min | 150 min | 180 min | ||
实验I | Tl/K | 1.50 mol | 1.32 mol | 1.28 mol | 1.26 mol | 1.26 mol |
实验Ⅱ | T2/K | 1.45 mol | 1.20 mol | 1.10 mol | 1.10 mol | 1.10 mol |
(1)比较实验温度T1___T2(填“>”、“<”),该反应的ΔH___0(填“>”、“=”、“<”)。
(2)实验I中0~60 min内用HCOOH表示的该反应的平均反应速率为_____。
(3)实验Ⅱ反应开始时体系压强为P0,第90min时体系压强为Pl,则Pl∶P0=___。
(4)比较实验I、Ⅱ在80min时的逆反应速率大小vl___vⅡ(填“>”、“<”或“无法判断”),原因是_____。
【答案】< > 4.17×l0-3mol/(Lmin) 4∶5 < 80min时,实验Ⅱ反应的温度高,生成物HCOOH的浓度大,故实验Ⅱ的逆反应速率比实验I大
【解析】
(1)根据表格数据,反应速率越快,建立平衡需要的时间越少,结合温度对反应速率的影响分析判断;
(2)根据表格数据,首先计算实验I中0~60 min内用H2表示的反应速率,再根据方程式CO2(g)+H2 (g)HCOOH(g),计算用HCOOH表示的反应速率;
(3)同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,根据三段式分析解答;
(4)根据(1)的分析判断出T1、T2的大小,结合温度对反应速率的影响分析判断。
(1)根据表格数据,实验II建立平衡需要的时间较少,反应速率快,说明实验温度T1<T2;温度由T1变化为T2,即升高温度,平衡时n(H2)较少,说明平衡正向移动,因此正反应为吸热反应,ΔH>0,故答案为:<;>;
(2)根据表格数据,实验I中0~60 min内用H2表示的反应速率为=4.17×l0-3mol/(Lmin),根据方程式CO2(g)+H2 (g)HCOOH(g),用HCOOH表示的反应速率与用H2表示的反应速率相等为4.17×l0-3mol/(Lmin),故答案为:4.17×l0-3mol/(Lmin);
(3) CO2(g)+H2 (g)HCOOH(g)
起始(mol) 2 2 0
反应(mol) 0.8 0.8 0.8
90min(mol) 1.2 1.2 0.8
同温同体积时,气体的压强之比等于物质的量之比,实验Ⅱ反应开始时体系压强为P0,第90min时体系压强为Pl,则Pl∶P0=(1.2+1.2+0.8)mol∶(2+2)mol=4∶5,故答案为:4∶5;
(4)根据(1)的分析,T1<T2,实验Ⅱ反应的温度高,建立平衡之前,相同时间内生成物HCOOH的浓度大,故实验Ⅱ的逆反应速率比实验I大,故答案为:<;80min时,实验Ⅱ反应的温度高,生成物HCOOH的浓度大,故实验Ⅱ的逆反应速率比实验I大。
【题目】I.(1)对于下列反应:2SO2 + O2 2SO3 , 如果2min内SO2的浓度由8 mol/L下降为2 mol/L,那么,用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为____,用O2浓度变化来表示的反应速率为_____________。如果开始时SO2浓度为4mol/L,2min后反应达平衡,若这段时间内v(O2)为0.5mol/(L·min),那么2min时SO2的浓度为_____________。
(2)下图表示在密闭容器中反应:2SO2+O22SO3 ΔH<0 达到平衡时,由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况,a b过程中改变的条件可能是____________;b c过程中改变的条件可能是____________; 若增大压强时,反应速度变化情况画在c-d处__________.
(3)对于下列电离平衡:NH3·H2ONH4+ + OH -,能使c(NH4+)增大的措施是:_________
①升高温度 ②加氨气 ③水 ④ NH4Cl溶液 ⑤NaOH溶液 ⑥适量的盐酸
II.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表:
t℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=____________;
(2)该反应为____________反应(选填吸热、放热);
(3)某温度下,平衡浓度符合下式:3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为____________℃;
(4)830℃时,向该容器中加入1LCO2与1LH2,平衡时CO2的体积分数是____________。