Question

【題目】發展潔凈煤技術、利用CO2制備清潔能源等都是實現減碳排放的重要途徑。

（1）將煤轉化成水煤氣的反應：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）可有效提高能源利用率，若在上述反應體系中增大H2的濃度（其他條件保持不變），此反應的△H_____（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）CO2制備甲醇：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0 kJ·mol-1，在體積為1 L的密閉容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，測得CO2（g）和CH3OH（g）濃度隨時間變化如圖所示。

①該反應化學平衡常數K的表達式是_________。

②0~9 min時間內，該反應的平均反應速率v（H2）=_________。

③在相同條件下，密閉容器的體積縮小至0.5 L時，此反應達平衡時放出的熱量（Q）可能是_________（填字母序號）kJ。

a. 0<Q<29.5 b. 29.5<Q<36.75

c. 36.75<Q<49 d. 49<Q<98

④在一定條件下，體系中CO2的平衡轉化率（）與L和X的關系如圖所示，L和X分別表示溫度或壓強。

i. X表示的物理量是_________。

ii. 判斷L1與L2的大小關系：L1________L2（填“<”，“=”或“>”），并簡述理由：_________。

Answer 1

【答案】 不變 K= 0.25 mol·L-1·min-1 c 溫度 L1>L2 溫度一定時，增大壓強，CO2平衡轉化率增大

【解析】（1）反應的焓變至由方程式的系數和物質的狀態決定，所以增大H2的濃度（其他條件保持不變），此反應的△H不變。

（2）①反應的平衡常數表達式為K=。

②，不同物質的速率比等于其系數比，所以。

③在原來的1L容器中，達平衡的過程中，反應了0.75mol的CO2，所以放出的熱為49×0.75=36.75kJ。其他條件不變，將容器體積改為0.5L，減小體積相當于增大壓強，所以平衡正向移動，應該反應更多的CO2，所以放熱大于36.75kJ；但是初始只加入1molCO2，這1molCO2不可能都反應，所以放熱一定小于49kJ。選項c正確。

④ⅰ圖中看出，隨著X的升高，CO2的轉化率降低。若X代表壓強，增大壓強，平衡正向移動，CO2的轉化率升高，所以X不能代表壓強。若X代表溫度，升高溫度，平衡逆向移動，CO2的轉化率降低，所以X代表溫度。

ⅱX代表溫度，則L代表壓強。其他條件不變，增大壓強平衡正向移動，CO2的轉化率升高，即CO2轉化率越高，代表對應的壓強越大，圖中曲線L1對應的轉化率更高，所以壓強L1>L2。