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___。

②5~6min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1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2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】3～4 min 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)，加壓平衡正向移動，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，有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率 反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，使得體系中CO的量增大，反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，升高溫度時，平衡正向移動，產(chǎn)生CO的量增大，總結(jié)果就是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小

【解析】

⑴①從表格中數(shù)據(jù)分析，體系中各物質(zhì)的濃度不再變化的時間就為達(dá)到平衡狀態(tài)；根據(jù)數(shù)據(jù)看出H2O(g)的濃度增大，CO的濃度減小，說明是增加了H2O(g)的量；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。

⑵升高溫度，化學(xué)平衡常數(shù)增大，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則其逆反應(yīng)為放熱反應(yīng)，計算T2的K值，與T1的K值比較，得出溫度關(guān)系。

⑶由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓平衡正向移動，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，有利于提高CO的轉(zhuǎn)化；反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，使得體系中CO的量增大，反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，升高溫度時，平衡正向移動，產(chǎn)生CO的量增大，總結(jié)果就是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小。

⑴①從表格中數(shù)據(jù)分析，第3～4 min時，體系中各物質(zhì)的濃度不再變化，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故答案為：3～4 min。

②5～6min時間段內(nèi)，H2O(g)的濃度增大，CO的濃度減小，說明是增加了H2O(g)的量，使平衡正向移動，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t2℃反應(yīng)達(dá)到平衡時，CO濃度 > c1，故答案為：>。

⑵①由題圖1可知，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)=c(CO)/c(CO2)=2.5 > K(T1)，根據(jù)圖像信息可知，K越大，對應(yīng)的溫度越高，所以T2>T1，故答案為：>。

⑶反應(yīng)①是體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)②是等體積反應(yīng)，從上到下，轉(zhuǎn)化率增長，說明是增大壓強，因此壓強由大到小的順序為p1>p2>p3，判斷理由是相同溫度下，由于反應(yīng)①為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，加壓平衡正向移動，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，有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率，CO平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小的原因應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，使得體系中CO的量增大，反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，升高溫度時，平衡正向移動，產(chǎn)生CO的量增大，總結(jié)果就是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小，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)，加壓平衡正向移動，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，有利于提高CO的轉(zhuǎn)化率；反應(yīng)①為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，使得體系中CO的量增大，反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)，升高溫度時，平衡正向移動，產(chǎn)生CO的量增大，總結(jié)果就是隨溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率減小。