Question

【題目】氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉�，氫氣的開發(fā)和綜合利用是目前全球重要的科研項目之一�；卮鹣铝袉栴}：

（1）T℃時，向體積均為1L的甲、乙兩個恒容容器中分別加入足量碳和0.1molH2O（g），發(fā)生反應(yīng)：H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) △H＞0。甲容器控制絕熱條件，乙容器控制恒溫條件，兩容器中壓強(qiáng)隨時間的變化如圖所示。

①圖中代表甲容器的曲線為__（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。

②下列關(guān)于甲容器反應(yīng)體系的說法錯誤的是__。

A．當(dāng)水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B．從密閉容器中分離出部分固體碳，H2的體積分?jǐn)?shù)減小

C．縮小容器體積，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小

D．向平衡體系中充入少量水蒸氣，再次平衡后，容器中c(CO)增大

③乙容器中，從反應(yīng)開始到達(dá)平衡，v(H2O)=__molL-lmin-l；T℃下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=___（用含p的代數(shù)式表示）。

（2）對于反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，速率方程v═kcm(A)cn(B)，k為速率常數(shù)（只受溫度影響），m+n為反應(yīng)級數(shù)。已知H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)，CO的瞬時生成速率=kcm(H2)c(CO2)2。一定溫度下，控制CO2起始濃度為0.25molL-1，改變H2起始濃度，進(jìn)行以上反應(yīng)的實驗，得到CO的起始生成速率和H2起始濃度呈如圖所示的直線關(guān)系。

①該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)為__。

②速率常數(shù)k=__。

③當(dāng)H2的起始濃度為0.2molL-1，反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時，測得CO2的濃度為0.2molL-1，此時CO的生成瞬時速率v=__molL-ls-1。

Answer 1

【答案】Ⅱ BD 0.01 3.2p 3 60 0.5625

【解析】

(1)①該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，甲容器絕熱條件下體系溫度降低，反應(yīng)速率低，達(dá)平衡所需時間長，平衡逆向移動，體系壓強(qiáng)降低；

②A．水蒸氣體積分?jǐn)?shù)不變，即各物質(zhì)濃度不變；

B．固體無濃度，不改變平衡移動；

C．縮小容器體積，壓強(qiáng)增大，平衡逆移，絕熱情況下體系溫度升高，平衡常數(shù)減��；

D．向平衡體系中充入少量水蒸氣，根據(jù)勒夏特列原理分析；

③列三段式：

壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比，，解出x，根據(jù)v(H2O)==進(jìn)行計算，平衡常數(shù)K=；

(2)①根據(jù)N2的瞬時生成速率v=kcm(H2)c2(CO2)與H2起始濃度呈直線關(guān)系進(jìn)行分析；

②將圖象上的點（0.4，1.5）代入瞬時速率中即可得結(jié)果；

③由于CO2起始濃度為0.25molL-1，反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時，測得CO2的濃度為0.2molL-1，△c(CO2)=(0.25-0.2)mol/L=0.05mol/L，△c(H2)=△c(CO2)=0.05mol/L，結(jié)合瞬時速率公式進(jìn)行計算。

(1)①甲容器控制絕熱條件，該反應(yīng)吸熱，體系溫度低，轉(zhuǎn)化率低，產(chǎn)生氣體總量少，壓強(qiáng)較小，則圖中代表恒容絕熱密閉容器的曲線為Ⅱ；

②A．該反應(yīng)前后氣體體積不相等，當(dāng)水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)不再發(fā)生變化時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；

B．碳是固體，平衡時從密閉容器中分離出部分固體碳，不影響平衡體系，各氣體的體積分?jǐn)?shù)不變，故B錯誤

C．甲容器控制絕熱條件，該反應(yīng)吸熱，壓縮體積，壓強(qiáng)增大，體系溫度升高，平衡逆向移動，平衡常平衡常數(shù)減小，故C正確；

D．向平衡體系中充入少量水蒸氣，根據(jù)勒夏特列原理知容器中c(CO)降低，故D錯誤；

答案選BD；

③乙容器為恒溫恒容密閉容器，曲線Ⅰ代表該容器的變化，設(shè)平衡時水蒸氣的物質(zhì)的量為x，8min達(dá)到平衡，壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉淼?/span>1.8倍，列三段式：

，解得x=0.02，v(H2O)==0.01 molL-1min-1；該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp==3.2p。

(2)①根據(jù)CO的瞬時生成速率v=kcm(H2)c2(CO2)與H2起始濃度呈直線關(guān)系可知，m=1，該反應(yīng)的反應(yīng)級數(shù)為1+2=3；

②將圖象上的點（0.4，1.5）代入v=kc(H2)c2(CO2)中有：1.5=0.4×k×0.252，即k=60；

③由于CO2起始濃度為0.25molL-1，反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時，測得CO2的濃度為0.2molL-1，△c(CO2)=（0.25-0.2）mol/L=0.05mol/L，△c(H2)=△c(CO2)=0.05mol/L，H2的瞬時濃度為c(H2)=(0.2-0.05)mol/L=0.15mol/L，此時CO的生成瞬時速率v=60×0.15×0.252=0.5625。