Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”。目前人們對環境保護、新能源開發很重視，研究NO2、NO、CO、SO2等大氣污染物轉化為能參與大氣循環的物質，對建設美麗中國具有重要意義。

（1）有人設計通過硫循環完成CO的綜合處理，原理為

a．2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) △H1=37.4kJ·mol－1

b．S(l)+2H2O(g)2H2(g)+SO2(g) △H2=－45.4 kJ·mol－1

則CO和水蒸氣完全反應生成H2和CO2的熱化學方程式為______。

（2）CO可在一定條件下轉化為CH3OH。已知：向2L密閉容器中通入2 molCO和4molH2，在適合的催化劑和T1溫度下，發生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，10min時達到平衡狀態，10min后改變溫度為T2，20min時達到平衡狀態，反應過程中部分數據見表：

反應時間	CO(mol)	H2(mol)	CH3OH(mol)
0min	2	4	0
10min		2
20min	0.2

①前10min內的平均反應速率v(CO)=______；在20min時，溫度T2下，該反應的化學平衡常數為_______。

②若30min時升高溫度，化學平衡常數值_______(填：“增大“減小”“不變”)。

③在T1溫度下，既能增大反應速率和提高CO平衡轉化率的措施有_______(填兩種措施即可)

④在恒溫恒容下，下列可以判斷CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應達到平衡狀態的_____（填序號)。

a．2v正(H2)=v逆(CH3OH)

b．混合氣體的物質的量不再變化

c．單位時間內有1 mol CO消耗同時消耗2molH2

d．混合氣體的平均相對分子質量不變

（3）已知反應2NO(g)+O2(g)2NO2的正反應速率v正=k1Cm(NO)Cn(O2)，其中k1為速率常數，可通過下表實驗數據計算k1、m、n。

則k1=____，m=_____，n=_____。

Answer 1

【答案】CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1 0.05mol/（L·min） 225 減小 增大壓強或增大氫氣濃度或按原比例等倍加入反應物 bd 1596 2 1

【解析】

（1）利用蓋斯定律通過a+b得到CO和水蒸氣完全反應生成H2和CO2的熱化學方程式；

（2）①利用三段式解答：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C始(mol/L）: 1 2 0

ΔC(mol/L）: 0.5 1 0.5

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

ΔC(mol/L）: 0.4 0.8 0.4

C20min(mol/L）: 0.1 0.2 0.9

再根據速率計算公式，進行計算；

②對于放熱反應，溫度升高，平衡逆行移動，平衡常數減小；

③溫度已經定下來，不考慮溫度，則可以考慮改變壓強和反應物濃度；

④a．不同的物質反應速率判斷平衡：速率之比等于化學方程式中的化學計量數之比，但必須是不同方向的速率；

b．對氣體物質，若反應前后的物質都是氣體，且化學計量數不等，總物質的量保持不變可判斷平衡；

c．正反應消耗掉反應物的速度等于逆反應生成該反應物的速度，可以判斷平衡；

d．對氣體物質，若反應前后的物質都是氣體，且化學計量數不等，平均相對分子質量不變保持不變可判斷平衡；

（3）k1、m、n三個未知數，表格中有三組數據，能列出方程組，解出k1、m、n。

（1）將（a+b）/2得：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1；答案為：CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1；

（2）①容器體積為2L，根據表格數據列出三段式：

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C始(mol/L）: 1 2 0

ΔC(mol/L）: 0.5 1 0.5

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

則：；

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

C10min(mol/L）: 0.5 1 0.5

ΔC(mol/L）: 0.4 0.8 0.4

C20min(mol/L）: 0.1 0.2 0.9

；答案為：0.05mol/（L·min）；225；

②對于CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，△H<0是放熱反應，溫度升高，平衡逆行移動，平衡常數減小；答案為：減��；

③增大壓強，反應速率增大，平衡正向移動，CO平衡轉化率提高；增大氫氣的濃度，反應速率增大，平衡正向移動，CO平衡轉化率提高；答案為：增大壓強或增大氫氣濃度或按原比例等倍加入反應物；

④a．2v正(H2)=v逆(CH3OH)，v正(H2)：v逆(CH3OH)=1：2，不等于化學計量數之比，不能作為判斷平衡的標志；

b．CO(g)+2H2(g)/span>CH3OH(g)，左右氣體化學計量數不等，混合氣體的物質的量不再變化可判斷平衡；

c．單位時間內有1 mol CO消耗同時消耗2molH2都是正反應，不可以判斷平衡；

d．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，左右氣體化學計量數不等，平均相對分子質量不變保持不變可判斷平衡；

答案：bd；

（3）將三組數據分別代入v正=k1Cm(NO)Cn(O2)得：

解得：k1=1596，m=2，n=1；

答案：1596；2；1。