Question

【題目】.二氧化碳的回收利用對溫室氣體的減排具有重要的意義。在2L密閉容器中，加入2.00 mol CO2和2.00 mol H2以及催化劑發(fā)生反應：CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g) △H，測得，n(H2)/mol在不同溫度隨時間的變化如下表：

實驗編號	時間/min	60	90	120	150	180
Ⅰ	T1/K	1.50mol	1.32 mol	1.28 mol	1.26 mol	1.26 mol
Ⅱ	T2/K	1.45mol	1.20 mol	1.10 mol	1.10 mol	1.10 mol

(1)實驗I中0～60min內(nèi)用HCOOH表示的該反應的平均反應速率為____________。

(2)實驗II反應開始時體系壓強為P0，第90min時體系壓強為P1，則P1：P0＝_______。

(3)T2溫度下反應的平衡常數(shù)為______________。

(4)比較實驗溫度T1____T2(填“>”或“<”)，該反應的△H____0(填“>”、“＝”或“<”)。

(5)下列說法正確的是_______(填編號)。

A.當CO2、H2和HCOOH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1：1時，該反應達到平衡

B.容器中氣體密度不再改變，不能判斷該反應是否達到平衡

C.將HCOOH液化后分離既能提高轉(zhuǎn)化率又能加快反應速率

D.選用更高效的催化劑可提高生產(chǎn)效率

Answer 1

【答案】0.00417mol·L－1·min－1 4:5 1.488 < > BD

【解析】

（1）根據(jù)化學反應速率公式計算可得；

（2）建立三段式，依據(jù)三段式計算可得；

（3）建立三段式，依據(jù)三段式計算可得；

（4）溫度越高，反應速率越快，達到平衡所需反應時間越少；

（5）A、當CO2、H2和HCOOH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1：1時，該反應可能達到平衡，也可能未達到平衡；

B、由質(zhì)量守恒定律可知，反應前后氣體質(zhì)量不變，恒容容器中氣體體積不變，容器中氣體密度始終不變；

C、將HCOOH液化后分離，生成物濃度減小，化學反應速率減�。�

D、選用更高效的催化劑，可加快反應速率，縮短達到平衡所需時間。

（1）由題給表格可知，實驗I中0～60min內(nèi)氫氣的物質(zhì)的量變化量為（2.00—1.50）mol=0.50mol，由方程式可知甲酸的物質(zhì)的量變化量為0.50mol，則0～60min內(nèi)用甲酸表示的該反應的平均反應速率為=0.00417 mol·L－1·min－1，故答案為：0.00417 mol·L－1·min－1；

（2）由題意建立如下三段式：

CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)

起（mol） 2 2 0

變（mol） 0.8 0.8 0.8

末（mol） 1.2 1.2 0.8

由P1：P0＝n1：n0可得P1：P0＝3.2mol：4mol=4:5，故答案為：4:5；

（3）由表格數(shù)據(jù)可知，T2溫度下120min時反應達到平衡，由此建立三段式如下

CO2(g)＋H2(g) HCOOH(g)

起（mol/L） 1 1 0

變（mol/L） 0.45 0.45 0.45

平（mol/L） 0.55 0.55 0.45

則化學平衡常數(shù)K==1.488，故答案為：1.488；

（4）溫度越高，反應速率越快，達到平衡所需反應時間越少，由題給表格數(shù)據(jù)可知，T2溫度下120min時反應達到平衡，T1溫度下150min時反應達到平衡，則T1小于T2；溫度越高，氫氣的物質(zhì)的量越小，說明升高溫度，平衡向正反應方向移動，則正反應為吸熱反應，△H >0，故答案為：<；>；

（5）A、當CO2、H2和HCOOH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1：1時，該反應可能達到平衡，也可能未達到平衡，故錯誤；

B、由質(zhì)量守恒定律可知，反應前后氣體質(zhì)量不變，恒容容器中氣體體積不變，容器中氣體密度始終不變，則容器中氣體密度不再改變，不能判斷該反應是否達到平衡，故正確；

C、將HCOOH液化后分離，生成物濃度減小，化學反應速率減小，故錯誤；

D、選用更高效的催化劑，可加快反應速率，縮短達到平衡所需時間，提高生產(chǎn)效率，故正確；

BD正確，故答案為：BD。