Question

【題目】“C化學”是指以碳單質或分子中含1個碳原子的物質（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）為原料合成工業產品的化學工藝，對開發新能源和控制環境污染有重要意義

（1）一定溫度下，在兩個容積均為2L的密閉容器中，分別發生反應：CO2 （g）+3H2（g）CH3OH g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJ/mol．

相關數據如下：

容器	甲	乙
反應物投入量	1mol CO2（g）和3mol H2（g）	1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
平衡時c（CH3OH）	c1	c2
平衡時轉化率	a	b
平衡時能量變化	放出29.4kJ	吸收 c kJ

請回答：

①c1__c2（填“＞”、“＜”或“=”）；c=__kJ．

②同溫同體積甲、乙達平衡時：a+b=_____，若甲、乙為體積相同的絕熱容器，達平衡時a+b__________

（2）壓強為p1時，向體積為1L的密閉容器中充入b mol CO 和2b mol H2，發生反應CO （g）+2H2（g）CH3OH（g）．平衡時CO的轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示．請回答：該反應屬于__（填“吸熱”或“放熱”）反應；p1 __p2（填“＞”、“＜”或“=”）

（3）一定條件下，治理汽車尾氣的反應是2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）△H＜0．在恒溫容的密閉容器中通入n（NO）：n（CO）=1：2的混合氣體，發生上述反應．下列圖象正確且能說明反應在進行到t1時刻一定達到平衡狀態的是__（選填字母）．

Answer 1

【答案】 = 19.6 1 <1 放熱 < b、c

【解析】(1)①應用恒溫恒容條件下的乙的投料量極端轉化為甲相當于投1molCO2(g)和3molH2(g)，所以兩者是等效平衡，所以c1=c2，甲、乙是等效平衡，則甲中放出的熱量與乙中吸收的熱量之和為49.0kJ，則c=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ；

②同溫同體積甲、乙達平衡時，甲、乙為等效平衡，平衡時CO2的物質的量相等，令平衡時CO2為nmol，甲中CO轉化率a==1-n，平衡時甲醇的物質的量=(1-n)mol，乙中參加反應的甲醇為nmol，乙中的轉化率b=n，故a+b=1；將反應改為恒容絕熱容器中進行，可看成在原恒溫恒容平衡的基礎上，因甲的正反應為放熱反應，平衡會逆向進行，則反應轉化率a＜1-n，而乙的正反應為吸熱反應，平衡將逆向進行，反應轉化率b＜n，故a+b＜1；

(2)溫度升高，一氧化碳的轉化率下降，平衡正向移動，所以正反應是放熱反應，圖象分析可知相同溫度下P2壓強下一氧化碳轉化率大于P1壓強下一氧化碳轉化率，反應是氣體體積減小的反應，壓強增大平衡正向進行，所以P1＜P2；

(3)a．為物質的量隨時間的變化，一氧化氮與二氧化碳濃度相等時，各組分濃度仍然繼續變化，說明沒有達到平衡狀態，故a錯誤；b．為CO質量分數隨時間變化，反應恰好總質量不變，則反應過程中一氧化氮與一氧化碳的物質的量之比會發生變化，當達到平衡狀態時，一氧化氮與一氧化碳的物質的量之比不再變化，故b正確；c．反應物的轉化率不變，說明達平衡狀態，故c正確；故答案為bc。