Question

I．化工工业中常用乙苯脱氢的方法制备苯乙烯。

已知某温度下：

反应①：CO₂ (g) +H₂ (g)→CO(g)  +  H₂O(g)，ΔH = +41.2 kJ/mol；

反应②： (g)→(g)+H₂（g），ΔH= +117.6 kJ/mol；

①②的化学反应平衡常数分别为K₁、K₂，

（1）请写出二氧化碳氧化乙苯制备苯乙烯的热化学反应方程式                     ，该反应的化学平衡常数K=          (用K₁、K₂表示)

（2）对于反应①，恒温恒容条件下，向密闭容器中加入2molCO₂ 和2molH_2，当反应达到平衡后，以下说法正确的是     

A．因为该反应是吸热反应，所以升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小；

B．若再加入1molCO_2、1mol H₂，平衡不移动；

C．若再加入CO₂则平衡向正反应方向移动，CO的体积分数减小；

D．若充入He，平衡不移动，反应物和产物的浓度都不变；

（3）恒温恒容条件下，反应①达到平衡后；t₁时刻通入少量CO_2；请在下图中画出t₁之后的正逆反应曲线，并作出标注。

II．一定的条件下，合成氨反应为：N₂(g)+3H₂(g) 2NH₃(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N₂的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。

（4）升高温度，该反应的平衡常数         (填“增大”或“减小”或“不变”)。

（5）由图2信息，计算10min内该反应的平均速率v(H₂)=        ，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积，则n(N₂)的变化曲线为        (填“a”或“b”或“c”或“d”)

（6）图3 a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是         点，温度T₁        T₂(填“>”或“=”或“<”)

Answer

（1）CO2(g)+(g) →(g)+ H2O(g)；ΔH= +158.8 kJ/mol；K= K1·K2；

（2）CD；

（3）

（4） 减小；

（5）0.045mol/(L·min)；d；

（6）c；<；

【解析】

试题分析：（1）已知反应①：CO2(g)+H2(g)→CO(g)+H2O(g)，△H=+41.2kJ/mol；

反应②：(g)→(g)+H2(g)，△H=+117.6kJ/mol；

根据盖斯定律：①+②，得 CO2(g)+(g)→(g)+CO(g)+H2O(g)△H=+41.2+117.6=+158.8kJ/mol；反应①与法院②相加得总方程，则总方程的平衡常数等于分方程的平衡常数之积，即K=K1•K2；故答案为：CO2(g)+(g)→(g)+CO(g)+H2O(g) △H=+158.8 kJ/mol；K1•K2；

（2）A、升高温度增大了活化分子百分数，有效碰撞几率增大，正逆反应速率均增大，故A错误；B、若继续加入1mol CO2、1mol H2，与原平衡的初始量是等比例加入，反应物的浓度增大，则平衡向正反应方向移动，故B错误；C、若再加入CO2，反应物的浓度增大，平衡向正反应方向移动，但气体的总体积增大的幅度大于CO的增大幅度，CO的体积分数减小；故C正确；D、He与反应无关，平衡不移动，反应物和产物的浓度都不变，故D正确；故答案为：CD；

（3）恒温恒容条件下，反应①达到平衡后；t1时刻通入少量CO2，则正反应速率瞬间增大，逆反应速率逐渐增大，其t1之后的正逆反应曲线为：，故答案为：；

（4）图象1分析可知反应是放热反应，反应物能量高于生成物能量，温度升高平衡逆向进行，平衡常数减小，故答案为：减小；

（5）图象分析2L的密闭容器中，V(N2)=V(H2)==0.015mol/(L•min)，V(H2)=0.045mol/L•min；从11min起其它条件不变，压缩容器的体积为1L，压强增大，平衡正向进行，瞬间氮气物质的量不变，随平衡正向进行，氮气物质的量减小，则n(N2)的变化曲线d符合；故答案为：0.045mol/(L•min)；d；

（6）图3表示平衡时氨气含量与氢气起始物质的量关系，曲线上各点都处于平衡状态，故a、b、c都处于平衡状态，达平衡后，增大氢气用量，氮气的转化率增大，故a、b、c三点中，c的氮气的转化率最高；由图3可知，氢气的起始物质的量相同时，温度T1平衡后，氨气的含量更高，该反应为放热反应，降低温度平衡向正反应移动，故温度T1＜T2，温度越高化学平衡越低，故K1＞K2；故答案为：c；＜。

考点：考查了盖斯定律的应用、热化学方程式的书写、化学反应速率图像、化学平衡有关计算的相关知识。