Question

运用化学反应原理知识研究如何利用CO、 SO₂等污染物有重要意义。 

(1)用CO可以合成甲醇。

已知： ①CO的燃烧热△H₁=-283kJ•mol^-1

②N₂(g)＋O₂(g)⇌ 2NO(g)   △H₂=＋183kJ•mol^-1

则写出CO和NO反应生成无污染气体的热化学反应方程式________ 。

(2)一定压强下，在容积为2L的密闭容器中充入1molCO与2molH₂ ，在催化剂作用下发生反应：CO(g)＋2H₂(g)⇌ CH₃OH(g)  △H ，CO转化率与温度和压强的关系如下图所示。 

①反应的△H____ 0 ，p₁___ p₂(填＞、＜ 或=)

②100℃时，反应进行了10秒达到平衡状态，用CO表示该反应的化学反应速率是______ ，该反应的化学平衡常数K=____ 。

③下列说法正确的是______。

A．若容器内气体密度恒定，反应达到平衡状态   B．若容器内各气体浓度恒定，反应达到平衡状态 

C．上述反应中，△H＞0            D．反应中，催化剂使平衡向正反应方向移动

Answer

2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋CO2(g) △H=-749 kJ•mol-1 ＜ ＜ 0.025mol•L-1•s-1 K=4 B

【解析】

(1)已知：①CO的燃烧热 CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H1=-283kJ•mol-1；

②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+183kJ•mol-1；
盖斯定律计算①×2-②得到NO和CO反应生成无污染性气体的热化学反应方程式；

(2)①升高温度，一氧化碳的转化率减小，据此判定该反应的△H；温度不变时，增大压强，平衡右移，一氧化碳转化率增大，据此判定p2与p1大小；

②据图象中一氧化碳转化率，结合“三段式”进行反应速率和化学平衡常数K的计算；

③A．混合气体质量不变，气体体积不变，混合气体密度不变；

B．反应达到平衡状态时各物质的含量不变；

C．根据①中分析判断；

D．催化剂不改变平衡。

(1)已知：①CO的燃烧热 CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H1=-283kJ•mol-1；

②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+183kJ•mol-1；

盖斯定律计算①×2-②得到NO和CO反应生成无污染性气体的热化学反应方程式：2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋CO2(g) △H=-749 kJ•mol-1；

(2)①升高温度，一氧化碳的转化率减小，则正反应为放热反应，反应的△H小于0；温度不变时，增大压强，平衡右移，一氧化碳转化率增大，由图可知相同温度下，p2时CO的转化率大于的p1转化率，故p1＜p2；

②在容积为2L的密闭容器中充入1mol CO与2mol H2，100℃时，该反应的CO的转化率为0.5，列三段式，

则反应进行了10秒，用CO表示该反应的化学反应速率＝=0.025 mol•L-1•s-1，化学平衡常数K==4；

③A．容器内混合气体总质量不变，恒容气体体积不变，则密度始终不变，不能判断反应达到平衡，故A错误；

B．容器内各气体浓度恒定，是反应达到平衡状态的特征标志，故B正确；

C．根据①中分析，升高温度，一氧化碳的转化率减小，则正反应为放热反应，反应的△H＜0，故C错误；

D．催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡移动，故D错误；

答案选B。