Question

【題目】(1)t1 ℃時，密閉容器中，通入一定量的CO和H2O，發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0。容器中各物質(zhì)濃度(單位： mol·L-1)變化如下表所示：

時間(min)	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

①一定處于平衡狀態(tài)的時間段為____________。

②5~6 min時間段內(nèi)，平衡移動方向為_______________ (填“向左移動”或“向右移動”)，根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷，平衡移動的原因是________(填字母編號)。

a.增加了H2O(g)的量 b.增加氫氣濃度 c.使用催化劑 d.降低溫度

③t2 ℃時(t2>t1)，在相同條件下發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)平衡時，CO濃度________c1(填“>”“<”或“=”)。

(2)已知反應(yīng)Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常數(shù)隨溫度變化情況如圖所示：

①用CO還原FeO制備Fe的反應(yīng)是___________ (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

②溫度為T2時，實驗測得該反應(yīng)體系中CO濃度為CO2的2.5倍，則T2______T1(填“>”“<”或“=”)。

(3)工業(yè)上常用CO、CO2和H2合成甲醇燃料，其原理為：

①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0；②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH>0

當(dāng)混合氣體的組成固定時，CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示。

圖中的壓強由大到小的順序為____________，判斷理由是_________________________；

試解釋CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小的原因是_______________________。

Answer 1

【答案】3min～4min 向右移動 a ＞ 放熱 ＞ p1＞p2＞p3 相同溫度下，由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大；而反應(yīng)②為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高 升高溫度時，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低

【解析】

(1)①反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)的濃度不變；②5min-6min時間段內(nèi)CO濃度減小、H2O濃度不變、CO2濃度增大，平衡向濃度增大的方向移動；③該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，根據(jù)溫度對平衡移動的影響分析；

(2)①升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，根據(jù)溫度對平衡移動的影響分析；②K(T2)與K(T1)的相等大小判斷；

(3)相同溫度下，由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強平衡正向移動；而反應(yīng)②為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，增大壓強時平衡不移動；升高溫度時，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向左移動；反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向右移動，據(jù)此分析解答。

(1)①從表格中數(shù)據(jù)分析，第3-4min時，體系中各物質(zhì)的濃度不再變化，說明已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故答案為：3min～4min；

②5min～6min時間段內(nèi)，H2O的濃度增大，CO濃度減小，說明是增加了H2O的量，平衡正移，故答案為：向右移動；a；

③該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，CO轉(zhuǎn)化率減小，則CO濃度＞c1，故答案為：＞；

(2)①升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，說明Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)為吸熱反應(yīng)，則其逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；

②K(T2)= =2.5＞K(T1)，根據(jù)圖象信息，K越大，對應(yīng)的溫度越高，所以T2＞T1，故答案為：＞；

(3)相同溫度下，由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大；而反應(yīng)②為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高，所以壓強p1＞p2＞p3；

升高溫度時，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低，故答案為：p1＞p2＞p3；相同溫度下，由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強，平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大；而反應(yīng)②為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，產(chǎn)生CO的量不受壓強影響，故增大壓強時，有利于CO的轉(zhuǎn)化率升高；升高溫度時，反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，平衡向向左移動，使得體系中CO的量增大；反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，平衡向右移動，產(chǎn)生CO的量增大；總結(jié)果，隨溫度升高，使CO的轉(zhuǎn)化率降低。