Question

二氧化碳的回收利用对温室气体的减排具有重要的意义。在2L密闭容器中，加入2.00molCO₂和2.0 mol H₂以及催化剂发生反应：CO₂(g)+H₂ (g)HCOOH(g)  ΔH，测得，n(H₂)/mol在不同温度随时间的变化如下表：

		60 min	90 min	120 min	150 min	180 min
实验I	Tl/K	1.50 mol	1.32 mol	1.28 mol	1.26 mol	1.26 mol
实验Ⅱ	T2/K	1.45 mol	1.20 mol	1.10 mol	1.10 mol	1.10 mol

(1)比较实验温度T₁___T₂(填“＞”、“＜”)，该反应的ΔH___0(填“＞”、“=”、“＜”)。

(2)实验I中0～60 min内用HCOOH表示的该反应的平均反应速率为_____。

(3)实验Ⅱ反应开始时体系压强为P₀，第90min时体系压强为P_l，则P_l∶P₀=___。

(4)比较实验I、Ⅱ在80min时的逆反应速率大小v_l___v_Ⅱ(填“＞”、“＜”或“无法判断”)，原因是_____。

Answer

＜ ＞ 4.17×l0-3mol/(L•min) 4∶5 ＜ 80min时，实验Ⅱ反应的温度高，生成物HCOOH的浓度大，故实验Ⅱ的逆反应速率比实验I大

【解析】

(1)根据表格数据，反应速率越快，建立平衡需要的时间越少，结合温度对反应速率的影响分析判断；

(2)根据表格数据，首先计算实验I中0～60 min内用H2表示的反应速率，再根据方程式CO2(g)+H2 (g)HCOOH(g)，计算用HCOOH表示的反应速率；

(3)同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，根据三段式分析解答；

(4)根据(1)的分析判断出T1、T2的大小，结合温度对反应速率的影响分析判断。

(1)根据表格数据，实验II建立平衡需要的时间较少，反应速率快，说明实验温度T1＜T2；温度由T1变化为T2，即升高温度，平衡时n(H2)较少，说明平衡正向移动，因此正反应为吸热反应，ΔH＞0，故答案为＜；＞；

(2)根据表格数据，实验I中0～60 min内用H2表示的反应速率为=4.17×l0-3mol/(L•min)，根据方程式CO2(g)+H2 (g)HCOOH(g)，用HCOOH表示的反应速率与用H2表示的反应速率相等为4.17×l0-3mol/(L•min)，故答案为4.17×l0-3mol/(L•min)；

(3) CO2(g)+H2 (g)HCOOH(g)

起始(mol) 2 2 0

反应(mol) 0.8 0.8 0.8

90min(mol) 1.2 1.2 0.8

同温同体积时，气体的压强之比等于物质的量之比，实验Ⅱ反应开始时体系压强为P0，第90min时体系压强为Pl，则Pl∶P0=(1.2+1.2+0.8)mol∶(2+2)mol=4∶5，故答案为4∶5；

(4)根据(1)的分析，T1＜T2，实验Ⅱ反应的温度高，建立平衡之前，相同时间内生成物HCOOH的浓度大，故实验Ⅱ的逆反应速率比实验I大，故答案为＜；80min时，实验Ⅱ反应的温度高，生成物HCOOH的浓度大，故实验Ⅱ的逆反应速率比实验I大。