Question

Ⅰ．甲醇是重要的化學工業(yè)基礎原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用CO或CO2來生產燃料甲醇。已知甲醇制備的有關化學反應以及在不同溫度下的化學反應平衡常數(shù)如下表所示：

化學反應	平衡 常數(shù)	溫度/℃
500	800
①2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）	K1	2.5	0.15
②H2（g）＋CO2（g）H2O（g）＋CO（g）	K2	1.0	2.50
③3H2（g）＋CO2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）	K3

（1） 據(jù)反應①與②可推導出K1、K2與K3之間的關系，則K3＝________（用K1、K2表示）。500 ℃時測得反應③在某時刻，H2（g）、CO2（g）、CH3OH（g）、H2O（g）的濃度（mol·L－1）分別為0.8、0.1、0.3、0.15，則此時v正__________v逆（填“>”、“＝”或“<”）。

（2） 對于反應③，在相同溫度和容積不變時，能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是

A．n（CO2）∶n（H2）∶n（CH3OH）∶n（H2O）＝1∶3∶1∶1

B．容器內壓強保持不變

C．H2的消耗速率與CH3OH的消耗速率之比為3∶1

D．容器內的密度保持不變

Ⅱ．超音速飛機在平流層飛行時，尾氣中的NO會破壞臭氧層�？茖W家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉變成CO2和N2,化學方程式如下：2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）ΔH<0

為了測定在某種催化劑作用下的反應速率，在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表：

時間（s）	0	1	2	3	4	5
c（NO）（mol/L）	1.00×10－3	4.50×10－ 4	2.50×10－ 4	1.50×10－ 4	1.00×10－ 4	1.00×10－ 4
c（CO）（mol/L）	3.60×10－ 3	3.05×10－ 3	2.85×10－ 3	2.75×10－ 3	2.70×10－ 3	2.70×10－ 3

請回答下列問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）：

（1）前2s內的平均反應速率υ（N2）＝ ，CO的平衡轉化率為____________。（結果均保留兩位有效數(shù)字）

（2）寫出該反應的平衡常數(shù)K的表達式________________。

（3）假設在密閉容器中發(fā)生上述反應，達到平衡時下列措施能提高NO轉化率的是 。

A．選用更有效的催化劑 B．升高反應體系的溫度

C．降低反應體系的溫度 D．縮小容器的體積

（4）研究表明：在使用等質量催化劑時，增大催化劑比表面積可提高化學反應速率。某同學設計了三組實驗，實驗條件已經填在下面實驗設計表中。

實驗 編號	T（℃）	NO初始濃度 （mol/L）	CO初始濃度 （mol/L）	催化劑的比表面積（m2/g）
Ⅰ	280	1.20×10－3	5.80×10－3	82
Ⅱ	280	1.20×10－3	5.80×10－3	124
Ⅲ	350	1.20×10－3	5.80×10－3	124

①以上三組實驗的實驗目的是_______________________。

②請在給出的坐標圖中，畫出上表中的第三個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖。

Answer 1