Question

【題目】“綠水青山就是金山銀山”。目前人們對環境保護、新能源開發很重視，研究NO2、NO、CO、SO2等大氣污染物轉化為能參與大氣循環的物質，對建設美麗中國具有重要意義。

(1)有人設計通過硫循環完成CO的綜合處理，原理為

a．2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) △H1= － 37.4kJ·mol－1

b．S(l)+2H2O(g)2H2(g)+SO2(g) △H2=－45.4 kJ·mol－1

則CO和水蒸氣完全反應生成H2和CO2的熱化學方程式為__________________________________。

(2)CO可在一定條件下轉化為CH3OH。已知：向2L密閉容器中通入2 molCO和4molH2，在適合的催化劑和T1溫度下，發生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0，10min時達到平衡狀態，10min后改變溫度為T2，20min時達到平衡狀態，反應過程中部分數據見表：

反應時間	CO(mol)	H2(mol)	CH3OH(mol)
0min	2	4	0
10min		2
20min	0.2

①前10min內的平均反應速率v(CO)= _______；在20min時，溫度T2下，該反應的化學平衡常數為________________。

②若30min時升高溫度，化學平衡常數值_______(填：“增大“減小”“不變”)。

③在T1溫度下，既能增大反應速率和提高CO平衡轉化率的措施有_____________(填兩種措施即可)

④在恒溫恒容下，下列可以判斷CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應達到平衡狀態的________(填序號)。

a．2v正(H2)=v逆(CH3OH) b．混合氣體的物質的量不再變化

c．單位時間內有1 mol CO消耗同時消耗2molH2 d．混合氣體的平均相對分子質量不變

(3)已知反應2NO(g)+O2(g)2NO2的正反應速率v正=k1Cm(NO)Cn(O2)，其中k1為速率常數，可通過下表實驗數據計算k1、m、n。

組別	起始濃度/mol·L-1		初始速率/ mol·L-1·S-1
	NO	O2
1	0.02	0.0125	7.98×10-3
2	0.02	0.0250	15.96×10-3
3	0.04	0.0125	31.92×10-3

則k1=____， m =_____， n =_____。

Answer 1

【答案】CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1 0.05mol/(L·min) 225 減小 增大壓強或增大氫氣濃度或按原比例等倍加入反應物 bd 1596 2 1

【解析】

（1）是典型的蓋斯定律的應用，注意熱化學方程式需要標出各物質的聚集狀態；

（2）按照表格給出的數據進行速率的計算、平衡常數的計算即可，在判斷反應是否達到平衡狀態時，要按照“各物質的濃度不再發生改變”為核心來進行分析；

（3）只要代入表格中的數據進行計算即可。

（1）將a式和b式相加，再除以2即可得到；

（2）①根據方程式不難看出和是按照2:1消耗的，因此在10min時有1mol，根據即可算出的反應速率；在20min時的物質的量為0.4mol，甲醇的物質的量為1.8mol，代入平衡常數的表達式即可；

②題干告訴我們該反應是放熱，因此若30min升高溫度，平衡常數將減小；

③方法有很多，例如增大壓強可以使平衡向氣體分子數減少的方向移動，即正向移動；也可以充入少量氫氣，使平衡正向移動，提高一氧化碳的轉化率；

④a.平衡時各物質的反應速率之比等于其計量數之比，故當氫氣的消耗速率等于甲醇的消耗速率的兩倍時，反應才達到平衡狀態，a項錯誤；

b.該反應是一個反應前后氣體分子數改變的反應，因此當混合氣體的物質的量不再變化時，反應即達平衡狀態，b項正確；

c.反應無時不刻在按照1:2的化學計量數之比消耗和，所以不能作為平衡狀態的判據，c項錯誤；

d.因為反應前后氣體分子數不同，故當混合氣體的平均相對分子質量不變時，反應即達平衡狀態，d項正確；

答案選bd；

（3）代入表中的三組數據，有①；②；③；三個未知數三個方程，聯立①、③解得，聯立①、②解得，將m、n代入任意一個方程解得。