Question

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

(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應為：

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

能使化學反應速率加快的措施有________(填序號)。

①增加C的物質(zhì)的量 ②升高反應溫度

③隨時吸收CO、H2轉化為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，進行反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下兩組數(shù)據(jù)：

實驗組	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡所需時間/min
		H2O	CO	H2	CO
1	650	2	4	1.6	2.4	5
2	900	2	4	0.8	3.2	3

①實驗1中以v(CO2)表示的化學反應速率為________。

②該反應的逆反應為________(填“吸”或“放”)熱反應。

(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：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0，該反應的逆反應速率與時間的關系如圖所示：

①由圖可知反應在t1、t3、t7時都達到了平衡，而在t2、t8時都改變了條件，試判斷t8時改變的條件可能是________。

②若t4時降壓，t5時達到平衡，t6時增大反應物的濃度，請在圖中畫出t4～t6時逆反應速率與時間的關系曲線。________

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)的量反應速率不變；②升高反應溫度反應速率加快；③隨時吸收CO、H2轉化為CH3OH，反應物濃度降低，反應速率減小；④密閉定容容器中充入CO(g)增大反應物濃度，反應速率加快，答案選②④；

(2)①v（CO）=(4mol2.4mol)÷2L/5min=0.16mol/（Lmin），速率之比等于化學計量數(shù)之，則v（CO2）=0.16mol/（Lmin）；②實驗1中CO的轉化率為(42.4)/4×100%=40%，實驗2中CO的轉化率為(43.2)/4×100%=20%，則實驗1的轉化率大于實驗2，這說明溫度升高平衡向逆反應方向移動，正反應放熱，所以逆反應吸熱；

(3)①根據(jù)圖象知，t8時逆反應速率增大，但平衡不移動，所以改變的條件是使用了催化劑；②若t4時降壓，正逆反應速率均減小，平衡向逆反應方向進行，t5時達到平衡，t6時增大反應物的濃度，逆反應速率瞬間不變，平衡向正反應方向進行，所以t4～t6時逆反應速率與時間的關系曲線為。