Question

【題目】2014年，全國很多地區(qū)都曾出現(xiàn)嚴重的霧霾天氣，汽車尾氣、冬季取暖排放的CO2等都是形成霧霾的因素。請回答下列問題：

將不同物質的量的H2O(g)和CO分別通入容積為2L的恒容密閉容器中，進行反應：H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)，得到3組數(shù)據(jù)如表所示：

實驗	溫度/℃	起始量/mol		平衡量/mol		達到平衡狀態(tài)所需時間/min
		H2O	CO	CO	H2
1	650	2	4	2.4	1.6	5
2	900	1	2	1.6	0.4	3
3	900	a	b	c	d	t

(1)實驗1中0～5min內，以v(CO2)表示的化學反應速率為______，此溫度下的化學平衡常數(shù)為______，溫度升高時化學平衡常數(shù)會_______(填“增大”“減小”或“不變”)。

(2)若a=2，b=1，則達到平衡狀態(tài)時實驗2中HO(g)和實驗3中CO的轉化率的關系為α2(H2O)___(填“＜”“＞”或“=”)α3(CO)。

Answer 1

【答案】0.16mol·L-1·min-1 減小 =

【解析】

(1)在反應開始時，c(H2O)=1mol/L，c(CO)=2mol/L，c(CO2)=c(H2)=0，反應達到平衡時，c(CO)=1.2mol/L，反應消耗了0.8mol/L，則根據(jù)物質反應關系可知此時c(H2O)=(1-0.8)mol/L=0.2mol/L，c(CO2)=c(H2)=0.8mol/L，實驗1中0～5min內，以v(CO2)表示的化學反應速率v(CO2)==0.16 mol·L-1·min-1；此溫度下該反應的化學平衡常數(shù)K=；第二組溫度比第一組高，反應物物質的量比第一組減半，但是平衡時H2的物質的量比第一組的一半少，說明升高溫度平衡逆向移動，逆反應是吸熱反應，則該反應正向是放熱反應；溫度升高時，平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)會減小；

(2)反應H2O+COCO2+H2中，H2O和CO系數(shù)相等，根據(jù)轉化率=，兩種情況下，實驗組2中H2O(g)轉化量與起始量之比一定等于實驗組3中CO的轉化量與起始量，所以α2(H2O)=α3(CO)。