Question

“绿水青山就是金山银山”。目前人们对环境保护、新能源开发很重视，研究NO₂、NO、CO、SO₂等大气污染物转化为能参与大气循环的物质，对建设美丽中国具有重要意义。

(1)有人设计通过硫循环完成CO的综合处理，原理为

a．2CO(g)+SO₂(g) S(l)+2CO₂(g)   △H₁= － 37.4kJ·mol^－1

b．S(l)+2H₂O(g)2H₂(g)+SO₂(g)   △H₂=－45.4 kJ·mol^－1

则CO和水蒸气完全反应生成H₂和CO₂的热化学方程式为__________________________________。

(2)CO可在一定条件下转化为CH₃OH。已知：向2L密闭容器中通入2 molCO和4molH₂，在适合的催化剂和T₁温度下，发生反应CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)    △H<0，10min时达到平衡状态，10min后改变温度为T₂，20min时达到平衡状态，反应过程中部分数据见表：

反应时间	CO(mol)	H2(mol)	CH3OH(mol)
0min	2	4	0
10min		2
20min	0.2

①前10min内的平均反应速率v(CO)= _______；在20min时，温度T₂下，该反应的化学平衡常数为________________。

②若30min时升高温度，化学平衡常数值_______(填：“增大“减小”“不变”)。

③在T₁温度下，既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_____________(填两种措施即可)

④在恒温恒容下，下列可以判断CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)反应达到平衡状态的________(填序号)。

a．2v_正(H₂)=v_逆(CH₃OH)                        b．混合气体的物质的量不再变化

c．单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH₂   d．混合气体的平均相对分子质量不变

(3)已知反应2NO(g)+O₂(g)2NO₂的正反应速率v_正=k₁C^m(NO)Cⁿ(O₂)，其中k₁为速率常数，可通过下表实验数据计算k₁、m、n。

组别	起始浓度/mol·L^-1	初始速率/ mol·L^-1·S^-1
NO	O2
1	0.02	0.0125	7.98×10^-3
2	0.02	0.0250	15.96×10^-3
3	0.04	0.0125	31.92×10^-3

则k₁=____， m =_____， n =_____。

Answer

CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H=－41.4 kJ·mol－1 0.05mol/(L·min) 225 减小 增大压强或增大氢气浓度或按原比例等倍加入反应物 bd 1596 2 1

【解析】

（1）是典型的盖斯定律的应用，注意热化学方程式需要标出各物质的聚集状态；

（2）按照表格给出的数据进行速率的计算、平衡常数的计算即可，在判断反应是否达到平衡状态时，要按照“各物质的浓度不再发生改变”为核心来进行分析；

（3）只要代入表格中的数据进行计算即可。

（1）将a式和b式相加，再除以2即可得到；

（2）①根据方程式不难看出和是按照2:1消耗的，因此在10min时有1mol，根据即可算出的反应速率；在20min时的物质的量为0.4mol，甲醇的物质的量为1.8mol，代入平衡常数的表达式即可；

②题干告诉我们该反应是放热，因此若30min升高温度，平衡常数将减小；

③方法有很多，例如增大压强可以使平衡向气体分子数减少的方向移动，即正向移动；也可以充入少量氢气，使平衡正向移动，提高一氧化碳的转化率；

④a.平衡时各物质的反应速率之比等于其计量数之比，故当氢气的消耗速率等于甲醇的消耗速率的两倍时，反应才达到平衡状态，a项错误；

b.该反应是一个反应前后气体分子数改变的反应，因此当混合气体的物质的量不再变化时，反应即达平衡状态，b项正确；

c.反应无时不刻在按照1:2的化学计量数之比消耗和，所以不能作为平衡状态的判据，c项错误；

d.因为反应前后气体分子数不同，故当混合气体的平均相对分子质量不变时，反应即达平衡状态，d项正确；

答案选bd；

（3）代入表中的三组数据，有①；②；③；三个未知数三个方程，联立①、③解得，联立①、②解得，将m、n代入任意一个方程解得。