Question

15．已知某溫度下：
反應(yīng)①：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），△H=+41.2kJ/mol；
反應(yīng)②：（g）?（g）+H₂（g），△H=+117.6kJ/mol．
①、②的化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)分別為K₁、K₂．
（1）請寫出二氧化碳氧化乙苯制備苯乙烯的熱化學(xué)反應(yīng)方程式CO₂（g）+（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g）△H=+158.8 kJ/mol．該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=K₁•K₂（用K₁、K₂表示）．
（2）恒溫恒容條件下，反應(yīng)①達(dá)到平衡后，t₁時刻通入少量CO₂．請畫出t₁之后的正逆反應(yīng)曲線，并作出標(biāo)注．
（3）一定條件下，某密閉容器中N₂O₄和NO₂的混合氣體達(dá)到平衡時，c（NO₂）=0.50mol/L、c（N₂O₄）=0.125mol/L，則2NO₂（g）═N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K=0.5（寫出計(jì)算結(jié)果）；若NO₂起始濃度為2mol/L，在相同條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時，NO₂的轉(zhuǎn)化率為50%．
（4）在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：
CO₂（g）+H₂（g）═CO（g）+H₂O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度T的關(guān)系如下表：

T/℃	700	800	830	1 000	1 200
K	0.6	0.9	1.0	1.7	2.6

回答下列問題：
①該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”）．
②能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動的是BC．
A．及時分離出CO氣體              B．適當(dāng)升高溫度
C．增大CO₂的濃度                  D．選擇高效催化劑．

Answer 1

分析 （1）已知：反應(yīng)①：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），△H=+41.2kJ/mol；
反應(yīng)②：（g）→（g）+H₂（g），△H=+117.6kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律：①+②可得：CO₂（g）+（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g），則平衡常數(shù)為反應(yīng)①、②平衡常數(shù)乘積；
（2）恒溫恒容條件下，反應(yīng)①達(dá)到平衡后，t₁時刻通入少量CO₂，則正反應(yīng)速率瞬間增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，一定時間后到達(dá)新平衡；
（3）根據(jù)K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$計(jì)算2NO₂（g）═N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K；
若NO₂起始濃度為2mol/L，設(shè)平衡時NO₂的轉(zhuǎn)化率為y，則NO₂濃度變化量為2ymol/L，則平衡時NO₂的濃度為2（1-y）mol/L，N₂O₄的濃度為ymol/L，再根據(jù)平衡常數(shù)列方程計(jì)算解答；
（4）①由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動，而升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動；
②增大壓強(qiáng)、升高溫度、增大物質(zhì)濃度、使用催化劑可以加快反應(yīng)速率，結(jié)合平衡移動原理分析解答．

解答 解：（1）已知：反應(yīng)①：CO₂（g）+H₂（g）?CO（g）+H₂O（g），△H=+41.2kJ/mol；
反應(yīng)②：（g）→（g）+H₂（g），△H=+117.6kJ/mol；
根據(jù)蓋斯定律：①+②可得：CO₂（g）+（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g）△H=+158.8 kJ/mol，其平衡常數(shù)K=K₁•K₂，
故答案為：CO₂（g）+（g）?（g）+CO（g）+H₂O（g）△H=+158.8 kJ/mol；K₁•K₂；
（2）恒溫恒容條件下，反應(yīng)①達(dá)到平衡后，t₁時刻通入少量CO₂，則正反應(yīng)速率瞬間增大，逆反應(yīng)速率逐漸增大，一定時間后到達(dá)新平衡，t₁之后的正逆反應(yīng)曲線為：，
故答案為：；
（3）平衡時，c（NO₂）=0.50mol/L、c（N₂O₄）=0.125mol/L，2NO₂（g）═N₂O₄（g）的平衡常數(shù)K=$\frac{c（{N}_{2}{O}_{4}）}{{c}^{2}（N{O}_{2}）}$=$\frac{0.125}{0．{5}^{2}}$=0.5；
若NO₂起始濃度為2mol/L，設(shè)平衡時NO₂的轉(zhuǎn)化率為y，則NO₂濃度變化量為2ymol/L，則平衡時NO₂的濃度為2（1-y）mol/L，N₂O₄的濃度為ymol/L，則$\frac{y}{[2（1-y）]^{2}}$=0.5，解得y=50%，
故答案為：0.5；50%；
（4）①由表中數(shù)據(jù)可知，隨溫度升高平衡常數(shù)增大，說明升高溫度平衡正向移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：吸熱；
②A．及時分離出CO氣體，平衡正向移動，CO濃度降低，反應(yīng)速率減慢，故A錯誤；
B．適當(dāng)升高溫度，反應(yīng)速率加快，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡正向移動，故B正確；
C．增大CO₂的濃度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，故C正確；
D．選擇高效催化劑，反應(yīng)速率加快，但不影響平衡移動，故D錯誤，
故選：BC．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、平衡常數(shù)、反應(yīng)速率影響因素、蓋斯定律應(yīng)用等，側(cè)重于考查學(xué)生對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力．