题目内容

【题目】(1)现有反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H>0,如图表示反应II在t1时刻达到平衡,在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况,则图中t2时刻发生改变的条件可能是 。

A升高温度 B降低温度 C加入催化剂 D增大压强

E减小压强 F充入CO2 G分离出部分CO

(2)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H<0

在恒容密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在图中画出c(CO2)在T2、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。

(3)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列反应合成甲醇:

反应I:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1

①下表所列数据是反映I在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

由表中数据判断△H1 (填“>”“=”或“<”)。

②某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,请用三段式计算平衡常数并计算此时的温度。

【答案】(1)B(2)如图

(3)①<② 250℃

【解析】

试题分析:(1)该反应是一个反应前后气体体积不变的吸热反应,图中t2时刻改变条件,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳浓度增大,一氧化碳浓度减小,可以采用降低温度或增大水蒸气的浓度或减小氢气的浓度,答案选B。

(2)催化剂的表面积S1>S2,在T2、S2条件下达到平衡所用的时间比T2、S1要长,但温度相同最后的状态与T2、S1相同,故图像为:

(3)①根据表中数据可知随温度的升高平衡常数减小,这说明升高温度平衡向逆反应方向进行,因此正反应是放热反应,即△H1<0。

② CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

起始浓度(mol/L) 1 3 0

转化浓度(mol/L) 0.8 1.6 0.8

平衡浓度(mol/L) 0.2 1.4 0.8

则K=

所以反应温度为250℃

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