Question

已知CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(l)＋H2O(l)　ΔH＝－130.9 kJ·mol－1

(1)現(xiàn)將0.8 mol CO2和2.4 mol H2 充入容積為20 L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列說法正確的是__________(填字母序號)。

A．該反應(yīng)在低溫下能自發(fā)進行

B．當(dāng)容器內(nèi)CO2氣體體積分數(shù)恒定時，該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)

C．若其他條件不變，實驗測得平衡常數(shù)：K(T1)＞K(T2)，則T1＜T2

D．現(xiàn)有該反應(yīng)的X、Y兩種催化劑，X能使正反應(yīng)速率加快約5×105倍、Y能使逆反應(yīng)速率加快約8×106倍(其他條件相同)，故在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇X為催化劑更合適

(2)該反應(yīng)進行到45 s時達到平衡，此時CO2的轉(zhuǎn)化率為68.75%。下圖1中的曲線表示該反應(yīng)在前25 s內(nèi)的反應(yīng)進程中CO2濃度變化。

 

 

①若反應(yīng)延續(xù)至70 s。請在圖1中用實線畫出25 s至70 s的反應(yīng)進程曲線。

②某化學(xué)興趣小組采用實驗對比法分析改變實驗條件對該反應(yīng)進程的影響，每次只改變一個條件，并采集反應(yīng)進程中CO2的濃度變化，在原有反應(yīng)進程圖像上繪制對應(yīng)的曲線。實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗 編號	CO2起始 濃度/mol·L－1	反應(yīng)溫 度/℃	反應(yīng)壓 強/kPa	是否加入 催化劑
A	0.030	150	101	否
B	0.040	150	101	否
C	0.040	250	101	是

 

但是該小組負責(zé)繪制圖線的學(xué)生未將曲線(虛線)繪制完整(見圖2)，也忘記了注明每條曲線所對應(yīng)改變的條件，請把每個實驗編號與圖2中對應(yīng)曲線的字母進行連線。

實驗編號　　　　　　圖2中字母

A　　　　　　　　　　a

B　　　　　　　　　　b

C　　　　　　　　　　c

 

Answer 1

(1)AC

(2)①

 

②A—a　B—c　C—b

【解析】(1)由于該反應(yīng)為熵減的放熱反應(yīng)，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，ΔH＜0，ΔS＜0，所以該反應(yīng)在低溫下能夠自發(fā)進行，A正確；由于CO2和H2是按系數(shù)比加入的，所以CO2的體積分數(shù)始終為定值(25%)，不能作為達到平衡狀態(tài)的標志，B錯誤；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡常數(shù)越小，C正確；催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率，所以Y催化劑更合適，D錯誤。(2)①達到平衡時

c(CO2)＝＝0.012 5 mol·L－1，畫圖時應(yīng)注意45 s到70 s應(yīng)為一直線。②由于C中溫度高且使用催化劑，所以該條件下達到平衡所用時間最短，C—b；A、B比較，A中起始濃度為0.030 mol·L－1對應(yīng)a曲線；B中起始濃度為0.040 mol·L－1，對應(yīng)c曲線。