Question

【题目】(1)t1 ℃时，密闭容器中，通入一定量的CO和H2O，发生如下反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0。容器中各物质浓度(单位： mol·L-1)变化如下表所示：

时间(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

①一定处于平衡状态的时间段为____________。

②5~6 min时间段内，平衡移动方向为_______________ (填“向左移动”或“向右移动”)，根据表中数据判断，平衡移动的原因是________(填字母编号)。

a.增加了H2O(g)的量 b.增加氢气浓度 c.使用催化剂 d.降低温度

③t2 ℃时(t2>t1)，在相同条件下发生上述反应，达平衡时，CO浓度________c1(填“>”“<”或“=”)。

(2)已知反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数随温度变化情况如图所示：

①用CO还原FeO制备Fe的反应是___________ (填“吸热”或“放热”)反应。

②温度为T2时，实验测得该反应体系中CO浓度为CO2的2.5倍，则T2______T1(填“>”“<”或“=”)。

(3)工业上常用CO、CO2和H2合成甲醇燃料，其原理为：

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

当混合气体的组成固定时，CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。

图中的压强由大到小的顺序为____________，判断理由是_________________________；

试解释CO平衡转化率随温度升高而减小的原因是_______________________。

Answer 1

【答案】3min～4min 向右移动 a ＞ 放热 ＞ p1＞p2＞p3 相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO转化率增大；而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高 升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应②为吸热反应，平衡向右移动，产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低

【解析】

(1)①反应达到平衡状态时，各物质的浓度不变；②5min-6min时间段内CO浓度减小、H2O浓度不变、CO2浓度增大，平衡向浓度增大的方向移动；③该反应的正反应为放热反应，根据温度对平衡移动的影响分析；

(2)①升高温度，化学平衡常数增大，根据温度对平衡移动的影响分析；②K(T2)与K(T1)的相等大小判断；

(3)相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动；而反应②为气体分子数不变的反应，增大压强时平衡不移动；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动；反应②为吸热反应，升高温度平衡向右移动，据此分析解答。

(1)①从表格中数据分析，第3-4min时，体系中各物质的浓度不再变化，说明已经达到平衡状态，故答案为：3min～4min；

②5min～6min时间段内，H2O的浓度增大，CO浓度减小，说明是增加了H2O的量，平衡正移，故答案为：向右移动；a；

③该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO转化率减小，则CO浓度＞c1，故答案为：＞；

(2)①升高温度，化学平衡常数增大，说明Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)为吸热反应，则其逆反应为放热反应，故答案为：放热；

②K(T2)= =2.5＞K(T1)，根据图象信息，K越大，对应的温度越高，所以T2＞T1，故答案为：＞；

(3)相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO转化率增大；而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高，所以压强p1＞p2＞p3；

升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应②为吸热反应，平衡向右移动，产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低，故答案为：p1＞p2＞p3；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO转化率增大；而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应②为吸热反应，平衡向右移动，产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低。