Question

【題目】煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過(guò)程。

（1） 將水蒸氣通過(guò)紅熱的碳即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為：

一定溫度下，在一個(gè)容積固定的密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，下列不能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_______ (填字母)。

a．容器中的壓強(qiáng)不變

b．1 mol H-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H-O鍵

c．υ正（CO）=υ逆（H2）

d．c (CO) = c (H2) e、υ（H2O）：υ（CO）：υ（H2）=1:1:1

（2） 將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中，進(jìn)行反應(yīng)

CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2 (g) ，得到如下三組數(shù)據(jù)：

① 實(shí)驗(yàn)1中從開(kāi)始到達(dá)平衡時(shí)CO表示反應(yīng)的平均速率為 mol/(l·min)，CO（g）的轉(zhuǎn)化率為 。

② 實(shí)驗(yàn)2中H2O（g）的轉(zhuǎn)化率為 ，該反應(yīng)的逆反應(yīng)為_(kāi)______ (填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。

③ 若實(shí)驗(yàn)3平衡時(shí)要達(dá)到與實(shí)驗(yàn)2中平衡時(shí)各物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別相等，且t<3min，則a、b應(yīng)滿足的關(guān)系 是______________ (用含a、b的數(shù)學(xué)式表示)。

（3）目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2 (g)+3H2 (g) CH3OH(g)+H2O(g)圖（1）表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量(單位為kJmol-1。)的變化。

① 在體積為1 L的恒容密閉容器中，充入l molCO2和3molH2，下列措施中能使 c (CH3OH)增大的是_______ (填字母)

a．升高溫度

b．充入He (g)，使體系壓強(qiáng)增大

c．將H2O(g)從體系中分離出來(lái)

d．再充入l mol CO2和3 molH2

② 當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)不斷改變一個(gè)條件(但不改變各組分物質(zhì)的量和狀態(tài))反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖（2）： 其中表示平衡混合物中CH3OH含量最高的一段時(shí)間是_______ ；t1～t2改變的條件為 若t0～t1平衡常數(shù)為K1, t2～t3平衡常數(shù)為K2 ，則K1 _______K2 (填“＞”、“=”或“＜”)。

Answer 1

【答案】

（1）de

（2）①0.15 40℅②40℅ 吸③b=2 a（a﹥1）

（3）①cd②t0 ∽t1、升高溫度、﹥

【解析】

試題分析：（1）a．隨反應(yīng)進(jìn)行的氣體的物質(zhì)的量減小，由于容器體積固定，恒溫條件下容器中始終壓強(qiáng)不變，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡， a錯(cuò)誤；b．l molH-H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2mol H-O鍵，斷裂2mol H-O鍵同時(shí)生成l molH-H鍵，說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡， b錯(cuò)誤；c．根據(jù)反應(yīng)可知，υ正（CO）=υ逆（H2），說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，c錯(cuò)誤；d．根據(jù)反應(yīng)可知，自始至終c（CO）=c（H2），不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，d正確； e、當(dāng)υ（H2O）：υ（CO）：υ（H2）=1:1:1，不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，也不能說(shuō)明濃度不變，不能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡，e正確；故選de；

（2）① 實(shí)驗(yàn)1中從開(kāi)始到達(dá)平衡時(shí)CO表示反應(yīng)的平均速率為v== mol/(l·min)，CO（g）的轉(zhuǎn)化率為CO的轉(zhuǎn)化率為:×100%=40%，② 實(shí)驗(yàn)2中H2O（g）的轉(zhuǎn)化率為，CO的轉(zhuǎn)化率為:, 則實(shí)驗(yàn)1的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)2，則說(shuō)明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。③使實(shí)驗(yàn)3達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)與實(shí)驗(yàn)2分別相等，為等效平衡，到達(dá)平衡時(shí)間t＜3min，說(shuō)明反應(yīng)速率加快，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體的體積不發(fā)生變化，滿足n（H2O）：n（CO）=1：2即可，且實(shí)驗(yàn)3中起始濃度應(yīng)大于實(shí)驗(yàn)2，即b=2 a（a﹥1）。

（3）①a．由圖可知，反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，c（CH3OH）減小，a錯(cuò)誤；b．充入He （g），恒溫恒容下，反應(yīng)各組分濃度不變，平衡不移動(dòng)，c（CH3OH）不變，b錯(cuò)誤；c．將H2O（g）從體系中分離出來(lái)，平衡正向移動(dòng)，c（CH3OH）增大，c正確；d．再充入l mol CO2和3molH2，平衡正向移動(dòng)，c（CH3OH）增大，d正確，故選：cd；

②根據(jù)圖象知，t1時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都增大且可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，改變的條件是升高溫度；t3時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率都增大且相等，改變的條件是加入催化劑；t4時(shí)刻正逆反應(yīng)速率都減小，且平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，改變的條件是減小壓強(qiáng)，所以平衡混合物中CH3OH含量最高的一段時(shí)間是t0～t1；如t0～t1平衡常數(shù)為K1，t2～t3平衡常數(shù)為K2，且t0～t1溫度小于t2～t3溫度，所以K1大于K2，故答案為：t0～t1；升高溫度；大于．