Question

【题目】“绿水青山就是金山银山”。目前人们对环境保护、新能源开发很重视，研究NO2、NO、CO、SO2等大气污染物转化为能参与大气循环的物质，对建设美丽中国具有重要意义。

（1）有人设计通过硫循环完成CO的综合处理，原理为

a．2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) △H1=37.4kJ·mol－1

b．S(l)+2H2O(g)2H2(g)+SO2(g) △H2=－45.4 kJ·mol－1

则CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式为______。

（2）CO可在一定条件下转化为CH3OH。已知：向2L密闭容器中通入2 molCO和4molH2，在适合的催化剂和T1温度下，发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，10min时达到平衡状态，10min后改变温度为T2，20min时达到平衡状态，反应过程中部分数据见表：

反应时间	CO(mol)	H2(mol)	CH3OH(mol)
0min	2	4	0
10min		2
20min	0.2

①前10min内的平均反应速率v(CO)=______；在20min时，温度T2下，该反应的化学平衡常数为_______。

②若30min时升高温度，化学平衡常数值_______(填：“增大“减小”“不变”)。

③在T1温度下，既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_______(填两种措施即可)

④在恒温恒容下，下列可以判断CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡状态的_____（填序号)。

a．2v正(H2)=v逆(CH3OH)

b．混合气体的物质的量不再变化

c．单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH2

d．混合气体的平均相对分子质量不变

（3）已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2的正反应速率v正=k1Cm(NO)Cn(O2)，其中k1为速率常数，可通过下表实验数据计算k1、m、n。

则k1=____，m=_____，n=_____。

Answer 1

【答案】CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1 0.05mol/（L·min） 225 减小 增大压强或增大氢气浓度或按原比例等倍加入反应物 bd 1596 2 1

【解析】

（1）利用盖斯定律通过a+b得到CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式；

（2）①利用三段式解答：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C始(mol/L）: 1 2 0

ΔC(mol/L）: 0.5 1 0.5

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

ΔC(mol/L）: 0.4 0.8 0.4

C20min(mol/L）: 0.1 0.2 0.9

再根据速率计算公式，进行计算；

②对于放热反应，温度升高，平衡逆行移动，平衡常数减小；

③温度已经定下来，不考虑温度，则可以考虑改变压强和反应物浓度；

④a．不同的物质反应速率判断平衡：速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率；

b．对气体物质，若反应前后的物质都是气体，且化学计量数不等，总物质的量保持不变可判断平衡；

c．正反应消耗掉反应物的速度等于逆反应生成该反应物的速度，可以判断平衡；

d．对气体物质，若反应前后的物质都是气体，且化学计量数不等，平均相对分子质量不变保持不变可判断平衡；

（3）k1、m、n三个未知数，表格中有三组数据，能列出方程组，解出k1、m、n。

（1）将（a+b）/2得：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1；答案为：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1；

（2）①容器体积为2L，根据表格数据列出三段式：

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C始(mol/L）: 1 2 0

ΔC(mol/L）: 0.5 1 0.5

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

则：；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

ΔC(mol/L）: 0.4 0.8 0.4

C20min(mol/L）: 0.1 0.2 0.9

；答案为：0.05mol/（L·min）；225；

②对于CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，△H<0是放热反应，温度升高，平衡逆行移动，平衡常数减小；答案为：减小；

③增大压强，反应速率增大，平衡正向移动，CO平衡转化率提高；增大氢气的浓度，反应速率增大，平衡正向移动，CO平衡转化率提高；答案为：增大压强或增大氢气浓度或按原比例等倍加入反应物；

④a．2v正(H2)=v逆(CH3OH)，v正(H2)：v逆(CH3OH)=1：2，不等于化学计量数之比，不能作为判断平衡的标志；

b．CO(g)+2H2(g)/span>CH3OH(g)，左右气体化学计量数不等，混合气体的物质的量不再变化可判断平衡；

c．单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH2都是正反应，不可以判断平衡；

d．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，左右气体化学计量数不等，平均相对分子质量不变保持不变可判断平衡；

答案：bd；

（3）将三组数据分别代入v正=k1Cm(NO)Cn(O2)得：

解得：k1=1596，m=2，n=1；

答案：1596；2；1。