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)紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為：

C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1

能使化學(xué)反應(yīng)速率加快的措施有________(填序號(hào))。

①增加C的物質(zhì)的量 ②升高反應(yīng)溫度

③隨時(shí)吸收CO、H2轉(zhuǎn)化為CH3OH ④密閉定容容器中充入CO(g)

(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)，得到如下兩組數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達(dá)到平衡所需時(shí)間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	2	4	0.8	3.2	3

①實(shí)驗(yàn)1中以v(CO2)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為________。

②該反應(yīng)的逆反應(yīng)為________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。

(3)在一容積為2 L的密閉容器內(nèi)加入2 mol的CO和6 mol的H2，在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0，該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示：

①由圖可知反應(yīng)在t1、t3、t7時(shí)都達(dá)到了平衡，而在t2、t8時(shí)都改變了條件，試判斷t8時(shí)改變的條件可能是________。

②若t4時(shí)降壓，t5時(shí)達(dá)到平衡，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系曲線。________

Answer 1

【答案】 ②④ 0.16 mol/(L·min) 吸 使用了催化劑

【解析】(1)①碳是固體，增加C的物質(zhì)的量反應(yīng)速率不變；②升高反應(yīng)溫度反應(yīng)速率加快；③隨時(shí)吸收CO、H2轉(zhuǎn)化為CH3OH，反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減小；④密閉定容容器中充入CO(g)增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快，答案選②④；

(2)①v（CO）=(4mol2.4mol)÷2L/5min=0.16mol/（Lmin），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之，則v（CO2）=0.16mol/（Lmin）；②實(shí)驗(yàn)1中CO的轉(zhuǎn)化率為(42.4)/4×100%=40%，實(shí)驗(yàn)2中CO的轉(zhuǎn)化率為(43.2)/4×100%=20%，則實(shí)驗(yàn)1的轉(zhuǎn)化率大于實(shí)驗(yàn)2，這說(shuō)明溫度升高平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，所以逆反應(yīng)吸熱；

(3)①根據(jù)圖象知，t8時(shí)逆反應(yīng)速率增大，但平衡不移動(dòng)，所以改變的條件是使用了催化劑；②若t4時(shí)降壓，正逆反應(yīng)速率均減小，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，t5時(shí)達(dá)到平衡，t6時(shí)增大反應(yīng)物的濃度，逆反應(yīng)速率瞬間不變，平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以t4～t6時(shí)逆反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系曲線為。