Question

【題目】（1）將不同量的CO（g）和H2O（g）分別通入到體積為2L的恒容密閉容器內(nèi)，進(jìn)行反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。

得到如下兩組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需要的時(shí)間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	1	2	0.4	1.6	3

①實(shí)驗(yàn)1中以v(CO2)表示的反應(yīng)速率為___。

②該反應(yīng)的逆反應(yīng)為___（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)。

（2）在一容積為2L的密閉容器內(nèi)加入2mol的CO和6mol的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H＜0該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：

①由圖可知反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到平衡，而在t2、t8時(shí)都改變了條件，試從以下措施中選出適宜的改變條件：t2___、t8___。（此處兩空均填下列選項(xiàng)字母序號(hào)）

a．增加CO的物質(zhì)的量 b．加催化劑 c．升高溫度 d．壓縮容器體積 e．將CH3OH氣體液化 f．充入氦氣

②若t4時(shí)降壓，t5時(shí)達(dá)到平衡，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請?jiān)趫D中畫出t4~t6時(shí)逆應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系曲線___。

（3）已知反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)在100kPa下△H=-113.0kJ/mol，△S=-145.3J·mol-1·K-1。理論上，該反應(yīng)在溫度___（填“高于”或“低于”）___時(shí)均可自發(fā)進(jìn)行。

Answer 1

【答案】0.16mol/（Lmin） 放 c b 低于 777.7K

【解析】

（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，CO的物質(zhì)的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol，根據(jù)v=計(jì)算v(CO)，再利用速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v(CO2)；

②第二組溫度比第一組高，反應(yīng)物物質(zhì)的量比第一組減半，但是平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量比第一組的一半少，表明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

（2）根據(jù)影響化學(xué)平衡的因素分析；①催化劑可以加快反應(yīng)速率，但不影響平衡移動(dòng)；
②減小壓強(qiáng)，速率減慢，增大濃度，反應(yīng)速率加快；

（3）依據(jù)△G=△H-T△S計(jì)算判斷，若△G＜0，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，若△G＞0，反應(yīng)非自發(fā)進(jìn)行。

（1）①由表中數(shù)據(jù)可知，CO的物質(zhì)的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol，v(CO)===0.16mol/（Lmin），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故v（CO2）=v（CO）=0.16mol/(Lmin)；故答案為：0.16mol/(Lmin)；

②由表中數(shù)據(jù)可知，實(shí)驗(yàn)1中CO的物質(zhì)的量變化量為4mol-2.4mol=1.6mol，實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=40%，實(shí)驗(yàn)2中CO的物質(zhì)的量變化量為2mol-1.6mol=0.4mol，實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為×100%=20%，則實(shí)驗(yàn)1的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)2，則說明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱；故答案為“放”；

（2）①根據(jù)圖可知，t2速率加快，平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)，改變的條件為：升高溫度，答案選：c；t8時(shí)反應(yīng)速率加快，但平衡未移動(dòng)，故使用了催化劑，答案選：b；

②t4時(shí)降壓，速率減慢，t5時(shí)達(dá)到平衡，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快，故t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系曲線為：；故答案為：；

（3）已知：在100kPa下該反應(yīng)的△H=-113.0kJmol-1，△S=-145.3Jmol-1K-1，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，△G=△H-T△S=-113.0 kJmol-1-T ×(-145.3 Jmol-1K-1)×10-3＜0，計(jì)算出T<777.7K，故答案為：低于；777.7K。