Question

【題目】一定條件下，CO2和CO可以互相轉化

（1）某溫度下,在容積為2L的密閉容器按甲、乙兩種方式投入反應物發生反應：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)。

容器	反應物
甲	8molCO2(g)、16molH2(g)
乙	wmolCO2(g)、xmolH2(g)、ymolCO(g)、zmolH2O(g)

甲容器15min后達到平衡，此時CO2的轉化率為75%，則0-15min內平均反應速率(H2)=______，此條件下該反應的平衡常數K=______。欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分數相等，則w、x、y、z需滿足的關系是________________，且________________(用含y的等式表示)。

（2）研究表明,溫度、壓強對反應C6H5CH2CH3(g)+CO2(g) C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH中乙苯的平衡轉化率影響如下圖所示：則ΔH ______0（填“>”“< ” 或“=”），壓強p1、p2、p3從大到小的順序是________________。

（3）CO可被NO2氧化CO+NO2 CO2+NO。當溫度高于225℃時，反應速率正=k正·c(CO) ·c(NO2)、逆= k逆·c(CO2) ·c(NO)，k正、k逆分別為正、逆反應速率常數。在上述溫度范圍內，k正、k逆與該反應的平衡常數K之間的關系為______。

Answer 1

【答案】0.2mol/（L·min） 1.8或 y=z y=x-2w ＞ p1＞p2＞p3 =K

【解析】

（1）甲容器15 min后達到平衡，此時CO2的轉化率為75%，則轉化CO2為8mol×75%=6mol，列三段式：

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）

起始c： 4 8 0 0

轉化c： 3 3 3 3

平衡c： 1 5 3 3

據此計算可得；

欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分數相等，則將乙中CO和H2O轉化為與甲初始物質一樣使滿足與甲中投入量等比例；

（2）溫度和壓強對化學平衡的影響；

（3）已知：v 正=k正·c（CO）·c（NO2）、v逆=k逆·c（CO2）·c（NO），平衡時：v 正=v逆，代入可得。

（1）甲容器15 min后達到平衡，此時CO2的轉化率為75%，則轉化CO2為8mol×75%=6mol，列三段式：

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）

起始c： 4 8 0 0

轉化c： 3 3 3 3

平衡c： 1 5 3 3

則0～15 min內平均反應速率v（H2）=3mol·L－1÷15min=0.2mol/（L·min）；此條件下該反應的平衡常數K=3×3÷(1×5)=1.8（或）；

欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分數相等，則將乙中CO和H2O轉化為與甲初始物質一樣使滿足與甲中投入量等比例，甲的初始投入量為8 mol CO2（g）、16 mol H2（g），故乙轉化后應只有CO2（g）和 H2（g），故y=z；同時轉化為滿足n（CO2）：n（H2）=8：16=1：2，則有（w+y）：（x+y）=1：2，解得y=x-2w；

（2）溫度升高，有利于吸熱方向，根據圖，一定壓強下，溫度升高，乙苯的平衡轉化率增大，即正方向為吸熱方向，故反應的△H＞0；又 反應C6H5CH2CH3（g）+CO2（g）C6H5CH=H2（g）+CO（g）+H2O（g）為氣體體積增大的反應，壓強增大，平衡向著逆方向，乙苯的平衡轉化率減小，故p1＞p2＞p3；

（3）CO可被NO2氧化：CO+NO2CO2+NO．已知：v 正=k正·c（CO）·c（NO2）、v逆=k逆·c（CO2）·c（NO），平衡時：v 正=v逆，故k正·c（CO）·c（NO2）=k逆·c（CO2）··c（NO），==K。