Question

【题目】“C化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义

（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：CO2 （g）+3H2（g）CH3OH g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ/mol．

相关数据如下：

容器	甲	乙
反应物投入量	1mol CO2（g）和3mol H2（g）	1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
平衡时c（CH3OH）	c1	c2
平衡时转化率	a	b
平衡时能量变化	放出29.4kJ	吸收 c kJ

请回答：

①c1__c2（填“＞”、“＜”或“=”）；c=__kJ．

②同温同体积甲、乙达平衡时：a+b=_____，若甲、乙为体积相同的绝热容器，达平衡时a+b__________

（2）压强为p1时，向体积为1L的密闭容器中充入b mol CO 和2b mol H2，发生反应CO （g）+2H2（g）CH3OH（g）．平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示．请回答：该反应属于__（填“吸热”或“放热”）反应；p1 __p2（填“＞”、“＜”或“=”）

（3）一定条件下，治理汽车尾气的反应是2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H＜0．在恒温容的密闭容器中通入n（NO）：n（CO）=1：2的混合气体，发生上述反应．下列图象正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是__（选填字母）．

Answer 1

【答案】 = 19.6 1 <1 放热 < b、c

【解析】(1)①应用恒温恒容条件下的乙的投料量极端转化为甲相当于投1molCO2(g)和3molH2(g)，所以两者是等效平衡，所以c1=c2，甲、乙是等效平衡，则甲中放出的热量与乙中吸收的热量之和为49.0kJ，则c=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ；

②同温同体积甲、乙达平衡时，甲、乙为等效平衡，平衡时CO2的物质的量相等，令平衡时CO2为nmol，甲中CO转化率a==1-n，平衡时甲醇的物质的量=(1-n)mol，乙中参加反应的甲醇为nmol，乙中的转化率b=n，故a+b=1；将反应改为恒容绝热容器中进行，可看成在原恒温恒容平衡的基础上，因甲的正反应为放热反应，平衡会逆向进行，则反应转化率a＜1-n，而乙的正反应为吸热反应，平衡将逆向进行，反应转化率b＜n，故a+b＜1；

(2)温度升高，一氧化碳的转化率下降，平衡正向移动，所以正反应是放热反应，图象分析可知相同温度下P2压强下一氧化碳转化率大于P1压强下一氧化碳转化率，反应是气体体积减小的反应，压强增大平衡正向进行，所以P1＜P2；

(3)a．为物质的量随时间的变化，一氧化氮与二氧化碳浓度相等时，各组分浓度仍然继续变化，说明没有达到平衡状态，故a错误；b．为CO质量分数随时间变化，反应恰好总质量不变，则反应过程中一氧化氮与一氧化碳的物质的量之比会发生变化，当达到平衡状态时，一氧化氮与一氧化碳的物质的量之比不再变化，故b正确；c．反应物的转化率不变，说明达平衡状态，故c正确；故答案为bc。