Question

【題目】發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)、利用CO2制備清潔能源等都是實(shí)現(xiàn)減碳排放的重要途徑。

（1）將煤轉(zhuǎn)化成水煤氣的反應(yīng)：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）可有效提高能源利用率，若在上述反應(yīng)體系中增大H2的濃度（其他條件保持不變），此反應(yīng)的△H_____（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）CO2制備甲醇：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0 kJ·mol-1，在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，測(cè)得CO2（g）和CH3OH（g）濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

①該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式是_________。

②0~9 min時(shí)間內(nèi)，該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v（H2）=_________。

③在相同條件下，密閉容器的體積縮小至0.5 L時(shí)，此反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)放出的熱量（Q）可能是_________（填字母序號(hào)）kJ。

a. 0<Q<29.5 b. 29.5<Q<36.75

c. 36.75<Q<49 d. 49<Q<98

④在一定條件下，體系中CO2的平衡轉(zhuǎn)化率（）與L和X的關(guān)系如圖所示，L和X分別表示溫度或壓強(qiáng)。

i. X表示的物理量是_________。

ii. 判斷L1與L2的大小關(guān)系：L1________L2（填“<”，“=”或“>”），并簡(jiǎn)述理由：_________。

Answer 1

【答案】 不變 K= 0.25 mol·L-1·min-1 c 溫度 L1>L2 溫度一定時(shí)，增大壓強(qiáng)，CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大

【解析】（1）反應(yīng)的焓變至由方程式的系數(shù)和物質(zhì)的狀態(tài)決定，所以增大H2的濃度（其他條件保持不變），此反應(yīng)的△H不變。

（2）①反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=。

②，不同物質(zhì)的速率比等于其系數(shù)比，所以。

③在原來(lái)的1L容器中，達(dá)平衡的過(guò)程中，反應(yīng)了0.75mol的CO2，所以放出的熱為49×0.75=36.75kJ。其他條件不變，將容器體積改為0.5L，減小體積相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，所以平衡正向移動(dòng)，應(yīng)該反應(yīng)更多的CO2，所以放熱大于36.75kJ；但是初始只加入1molCO2，這1molCO2不可能都反應(yīng)，所以放熱一定小于49kJ。選項(xiàng)c正確。

④ⅰ圖中看出，隨著X的升高，CO2的轉(zhuǎn)化率降低。若X代表壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率升高，所以X不能代表壓強(qiáng)。若X代表溫度，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，所以X代表溫度。

ⅱX代表溫度，則L代表壓強(qiáng)。其他條件不變，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率升高，即CO2轉(zhuǎn)化率越高，代表對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)越大，圖中曲線L1對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)化率更高，所以壓強(qiáng)L1>L2。