Question

【題目】研究和深度開(kāi)發(fā)CO、CO2的應(yīng)用具有重要的社會(huì)意義。回答下列問(wèn)題：

Ⅰ．CO可用于高爐煉鐵，已知：

Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H1=a kJ/mol

3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2=b kJ/mol

則反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=________kJ/mol（用含a、b的代數(shù)式表示）。

Ⅱ．一定條件下，CO2和CO可以互相轉(zhuǎn)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(yīng)物發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。

容器	反應(yīng)物
甲	8 mol CO2(g)、16 mol H2(g)
乙	w mol CO2(g)、x mol H2(g)、y mol CO(g)、z mol H2O(g)

甲容器15 min后達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為75%。則0~15 min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)=______，此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=______。

欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，則w、x、y、z需滿足的關(guān)系是：y______z（填“＞”、“＜”或“=”），且y=______（用含x、w的等式表示）。

（2）研究表明，溫度、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH=H2(g)+CO(g) +H2O(g) △H ”中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率影響如圖所示：

則△H_____0（填“＞”、“＜”或“=”），壓強(qiáng)p1、p2、p3從大到小的順序是________。

（3）CO可被NO2氧化：CO+NO2CO2+NO。當(dāng)溫度高于225℃時(shí)，反應(yīng)速率v 正=k正·c(CO)·c(NO2)、v逆=k逆·c(CO2)·c(NO)，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。在上述溫度范圍內(nèi)，k正、k逆與該反應(yīng)的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為________。

Answer 1

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

【解析】

Ⅰ．根據(jù)蓋斯定律分析解答；

Ⅱ．(1)甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為75%，轉(zhuǎn)化的二氧化碳為：8mol×75%=6mol，根據(jù)三段式計(jì)算解答；欲使平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，說(shuō)明甲和乙互為等效平衡，結(jié)合等效平衡原理分析解答；

(2)根據(jù)圖象分析解答；

(3)達(dá)平衡時(shí)v正=v逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)，由此計(jì)算。

Ⅰ．已知：①Fe3 O4(s)+4CO(g)═3Fe(s)+4CO2(g)△H1=a kJ/mol

②3Fe2 O3(s)+CO(g)═2Fe3 O4(s)+CO2(g)△H2=bkJ/mol

根據(jù)蓋斯定律，可得：Fe2O3(s)+3CO(g)═2Fe(s)+3CO2(g)△H3=(△H1+2△H2)×=(b+2a)kJ/mol，故答案為：(b+2a)；

Ⅱ．(1)甲容器15min后達(dá)到平衡，此時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為75%，轉(zhuǎn)化的二氧化碳為8mol×75%=6mol，

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

初始(mol) 8 16 0 0

轉(zhuǎn)化(mol) 6 6 6 6

平衡(mol) 2 10 6 6

0～15min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(H2)==0.2mol/(Lmin)；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==l.8；

平衡后乙與甲中相同組分氣體的體積分?jǐn)?shù)相等，說(shuō)明甲和乙互為等效平衡，需必須滿足(w+y)∶(x+y)=8∶16，整理可得： y= x-2w且z=y，故答案為：0.2mol/(Lmin)；l.8；=；x-2w；

(2)根據(jù)圖象可知，溫度越高、乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率越大，表明△H＞0；該反應(yīng)的△n氣＞0，則壓強(qiáng)越大，乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故p1＞p2＞p3，故答案為：＞；p1＞p2＞p3；

(3)達(dá)平衡時(shí)v正=v逆，即k正c(CO)c(NO2)=k逆c(CO2)c(NO)，故==K，故答案為：K=。