Question

(1)“一氧化碳变换”是合成氨原料气生产中的重要环节，其反应方程式为：CO（g）+H₂O（g）CO₂（g）+H₂（g）。将不同量的CO（g）和H₂O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中进行反应，得到如下三组数据：

实验组	温度/℃	起始量/mol	平衡量/mol	达到平衡所需时间/min
		CO	H2O	CO2	CO
1	650	4	2	1.6	2.4	5
2	900	2	1	0.4	1.6	3
3	650	2	1	A	B	t

①实验1中从反应开始到达到平衡，以H₂的浓度变化表示的反应速率为_________

②A=_________

③平衡常数：K（900℃）_________K（650℃） （填“＞”、“＜”或“=”）．

(2)温度是一氧化碳变换中最重要的工艺条件，实际生产过程中将温度控制在400℃左右，可能的原因是___________。

(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是___________________

a．v_正（CO）=v_逆（H₂）                   b．气体的密度不随时间而变化

c．H₂和CO₂的比例保持不变                d．气体的压强不再发生变化

(4)C、H、O、N元素中，写出两两组合（不能重复）形成的非极性分子的电子式_________，极性分子的电子式_________。这四种元素形成的化合物_________（填“一定是”、“一定不是”、“不一定是”）离子化合物。

Answer

0.16mol/（L·min） 0.8 < 反应使用催化剂，此温度为催化剂活性温度 a 不一定是

【解析】

（1）反应速率 计算得到；反应前后气体体积不变，改变起始量平衡不移动；比较实验2和3起始量相同，温度不同时二氧化碳生成量可知，温度升高，平衡逆向移动；

（2）依据反应式吸热反应，温度越高平衡逆向进行，应从催化剂活性或反应速率分析判断；

（3）化学平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，衍生的条件满足变量不变的原理分析判断；

（4）由铵根结合的化合物为离子化合物，但硝基取代的有机物为共价化合物。

①实验1中从反应开始到达到平衡，以H2的浓度变化表示的反应速率等于二氧化碳表示的反应速率= ；

②反应前后气体体积不变，改变起始量相当于改变压强，平衡不移动，故起始量相对于实验1减少了一半，平衡时生成的二氧化碳也为原来的一半，即A=0.8；

③比较实验2和3可知，温度升高，二氧化碳的量减少，即平衡逆向移动，正反应为放热反应，平衡常数：K（900℃）< K（650℃）;

(2)温度是一氧化碳变换中最重要的工艺条件，实际生产过程中将温度控制在400℃左右，可能的原因是反应使用催化剂，此温度为催化剂活性温度。

(3) a．反应速率之比等于化学计量数之比，即v正（CO）=v正（H2），若v正（H2）=v逆（H2），反应达到平衡，A正确；

b．恒容环境，根据质量守恒定律，反应气体总质量不变，即在反应过程中，气体的密度恒不变，B错误；

c．H2和CO2同为生成物，比例恒保持不变，C错误；

d．该反应是气体不变的反应，无论是否到达平衡状态，气体的总物质的量始终不变，即气体的总压强不变，D错误。

答案为a。

(4)C、H、O、N元素中，两两组合形成的非极性分子可以是水，二氧化碳，二氧化碳的电子式，极性分子为氨气，电子式为。这四种元素形成的化合物不一定是离子化合物，如碳酸氢铵为离子化合物，硝基苯为共价化合物。