Question

【題目】“C化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個碳原子的物質(zhì)（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝，對開發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義

（1）一定溫度下，在兩個容積均為2L的密閉容器中，分別發(fā)生反應(yīng)：CO2 （g）+3H2（g）CH3OH g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ/mol．

相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

容器	甲	乙
反應(yīng)物投入量	1mol CO2（g）和3mol H2（g）	1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
平衡時c（CH3OH）	c1	c2
平衡時轉(zhuǎn)化率	a	b
平衡時能量變化	放出29.4kJ	吸收 c kJ

請回答：

①c1__c2（填“＞”、“＜”或“=”）；c=__kJ．

②同溫同體積甲、乙達平衡時：a+b=_____，若甲、乙為體積相同的絕熱容器，達平衡時a+b__________

（2）壓強為p1時，向體積為1L的密閉容器中充入b mol CO 和2b mol H2，發(fā)生反應(yīng)CO （g）+2H2（g）CH3OH（g）．平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示．請回答：該反應(yīng)屬于__（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；p1 __p2（填“＞”、“＜”或“=”）

（3）一定條件下，治理汽車尾氣的反應(yīng)是2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H＜0．在恒溫容的密閉容器中通入n（NO）：n（CO）=1：2的混合氣體，發(fā)生上述反應(yīng)．下列圖象正確且能說明反應(yīng)在進行到t1時刻一定達到平衡狀態(tài)的是__（選填字母）．

Answer 1

【答案】 = 19.6 1 <1 放熱 < b、c

【解析】(1)①應(yīng)用恒溫恒容條件下的乙的投料量極端轉(zhuǎn)化為甲相當(dāng)于投1molCO2(g)和3molH2(g)，所以兩者是等效平衡，所以c1=c2，甲、乙是等效平衡，則甲中放出的熱量與乙中吸收的熱量之和為49.0kJ，則c=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ；

②同溫同體積甲、乙達平衡時，甲、乙為等效平衡，平衡時CO2的物質(zhì)的量相等，令平衡時CO2為nmol，甲中CO轉(zhuǎn)化率a==1-n，平衡時甲醇的物質(zhì)的量=(1-n)mol，乙中參加反應(yīng)的甲醇為nmol，乙中的轉(zhuǎn)化率b=n，故a+b=1；將反應(yīng)改為恒容絕熱容器中進行，可看成在原恒溫恒容平衡的基礎(chǔ)上，因甲的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡會逆向進行，則反應(yīng)轉(zhuǎn)化率a＜1-n，而乙的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡將逆向進行，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率b＜n，故a+b＜1；

(2)溫度升高，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率下降，平衡正向移動，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，圖象分析可知相同溫度下P2壓強下一氧化碳轉(zhuǎn)化率大于P1壓強下一氧化碳轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，壓強增大平衡正向進行，所以P1＜P2；

(3)a．為物質(zhì)的量隨時間的變化，一氧化氮與二氧化碳濃度相等時，各組分濃度仍然繼續(xù)變化，說明沒有達到平衡狀態(tài)，故a錯誤；b．為CO質(zhì)量分數(shù)隨時間變化，反應(yīng)恰好總質(zhì)量不變，則反應(yīng)過程中一氧化氮與一氧化碳的物質(zhì)的量之比會發(fā)生變化，當(dāng)達到平衡狀態(tài)時，一氧化氮與一氧化碳的物質(zhì)的量之比不再變化，故b正確；c．反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，說明達平衡狀態(tài)，故c正確；故答案為bc。