Question

（12分）一定溫度下2升的恒容容器甲中，加入2moL碳和2moLCO₂發(fā)生如下反應(yīng)： C(s)+CO₂(g)  2CO(g)  △H＞0，測(cè)得容器中CO₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示。

（1）該反應(yīng)的ΔS     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。在     （填“較高”或“較低”）溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行。

（2）列式并計(jì)算上述溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K                  。

（結(jié)果保留一位小數(shù)）

（3）向上述平衡體系中再通入CO₂，則CO₂的轉(zhuǎn)化率       （填增大、減小、不變、無法確定）。

（4）相同溫度下，2升的恒容容器乙中加入4moL碳和4moLCO₂，達(dá)到平衡。請(qǐng)?jiān)趫D中畫出乙容器中CO₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間t變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。（注明平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量）

（5）相同溫度下，2升的恒容容器丙中加入4moL碳、4moLCO₂和4moLCO。開始反應(yīng)時(shí)

V(正)          V(逆)（填＞、 ＜、﹦）。

 

Answer 1

【答案】

（1）>   較高（2分,各1分）  （2）K=c²(CO)/C(CO₂)=1.24²/0.38=4.0 (3分)

（3）減少（2分）   （4）如圖 （3分）（起點(diǎn)、終點(diǎn)、平衡線各1分）

          （5）＞（2分）

【解析】根據(jù)方程式可知，該反應(yīng)是熵值增加的，由于反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以根據(jù)△G＝△H－T·△S可知，要使反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行，則需要在高溫下。

（2）平衡時(shí)CO₂的物質(zhì)的量是0.67mol，則消耗CO₂是1.24mol，所以生成CO是2.48mol，因此CO₂和CO的濃度分別是0.38mol/L和1.24mol/L，所以K＝c²(CO)/c(CO₂)=1.24²/0.38=4.0

（3）增大CO₂的濃度，則平衡向正反應(yīng)方向一定，但CO₂的轉(zhuǎn)化率降低。

（4）由于CO₂的濃度增大，所以反應(yīng)速率快，達(dá)到的平衡的時(shí)間減少。設(shè)消耗CO₂設(shè)xmo，則生成CO設(shè)2xmol，所以有K＝c²(CO)/c(CO₂)＝x²/(2－0.5x)＝4，解得x＝2mol，所以圖像為（見答案）。

（5）由于此時(shí)c²(CO)/c(CO₂)＝2²/2＝2＜4，所以反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率。