题目内容

【题目】(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器内,进行反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。

得到如下两组数据:

实验组

温度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡所需要的时间/min

H2O

CO

H2

CO

1

650

2

4

1.6

2.4

5

2

900

1

2

0.4

1.6

3

①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为___。

②该反应的逆反应为___(填“吸”或“放”)热反应。

(2)在一容积为2L的密闭容器内加入2mol的CO和6mol的H2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:

①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到平衡,而在t2、t8时都改变了条件,试从以下措施中选出适宜的改变条件:t2___、t8___。(此处两空均填下列选项字母序号)

a.增加CO的物质的量 b.加催化剂 c.升高温度 d.压缩容器体积 e.将CH3OH气体液化 f.充入氦气

②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆应速率与时间的关系曲线___。

(3)已知反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在100kPa下△H=-113.0kJ/mol,△S=-145.3J·mol-1·K-1。理论上,该反应在温度___(填“高于”或“低于”)___时均可自发进行。

【答案】0.16mol/(Lmin) 放 c b 低于 777.7K

【解析】

(1)①由表中数据可知,CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol,根据v=计算v(CO),再利用速率之比等于化学计量数之比计算v(CO2);

②第二组温度比第一组高,反应物物质的量比第一组减半,但是平衡时CO2的物质的量比第一组的一半少,表明该反应为放热反应;

(2)根据影响化学平衡的因素分析;①催化剂可以加快反应速率,但不影响平衡移动;
②减小压强,速率减慢,增大浓度,反应速率加快;

(3)依据△G=△H-T△S计算判断,若△G<0,反应自发进行,若△G>0,反应非自发进行。

(1)①由表中数据可知,CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol,v(CO)===0.16mol/(Lmin),速率之比等于化学计量数之比,故v(CO2)=v(CO)=0.16mol/(Lmin);故答案为:0.16mol/(Lmin);

②由表中数据可知,实验1中CO的物质的量变化量为4mol-2.4mol=1.6mol,实验1中CO的转化率为×100%=40%,实验2中CO的物质的量变化量为2mol-1.6mol=0.4mol,实验2中CO的转化率为×100%=20%,则实验1的转化率大于实验2,则说明温度升高平衡向逆反应方向移动,正反应放热;故答案为“放”;

(2)①根据图可知,t2速率加快,平衡逆向移动,根据反应特点,改变的条件为:升高温度,答案选:c;t8时反应速率加快,但平衡未移动,故使用了催化剂,答案选:b;

②t4时降压,速率减慢,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,反应速率加快,故t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线为:;故答案为:;

(3)已知:在100kPa下该反应的△H=-113.0kJmol-1,△S=-145.3Jmol-1K-1,反应自发进行,△G=△H-T△S=-113.0 kJmol-1-T ×(-145.3 Jmol-1K-1)×10-3<0,计算出T<777.7K,故答案为:低于;777.7K。

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