Question

（1）t₁℃时，密闭容器中，通入一定量的CO和H₂O，发生如下反应：CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g) ΔH<0。容器中各物质浓度(单位：mol·L^-1)变化如下表所示：

时间(min)	CO	H2O	CO2	H2
0	0.200	0.300	0	0
2	0.138	0.238	0.062	0.062
3	c1	c2	c3	c3
4	c1	c2	c3	c3
5	0.116	0.216	0.084
6	0.096	0.266	0.104

①一定处于平衡状态的时间段为___。

②5~6min时间段内，平衡移动方向为___(填“向左移动”或“向右移动”)，根据表中数据判断，平衡移动的原因是___(填字母编号)。

a.增加了H₂O(g)的量     b.增加氢气浓度

c.使用催化剂           d.降低温度

③t₂℃时(t₂>t₁)，在相同条件下发生上述反应，达平衡时，CO浓度___c₁(填“>”“<”或“=”)。

（2）已知反应Fe(s)+CO₂(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数随温度变化情况如图1所示：

①用CO还原FeO制备Fe的反应是___(填“吸热”或“放热”)反应。

②温度为T₂时，实验测得该反应体系中CO浓度为CO₂的2.5倍，则T₂___T₁(填“>”“<”或“=”)。

(3)工业上常用CO、CO₂和H₂合成甲醇燃料，其原理为：

①CO(g)+2H₂(g)CH₃OH(g)   ΔH<0

②CO₂(g)+H₂(g)CO(g)+H₂O(g)   ΔH>0

当混合气体的组成固定时，CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。

图中的压强由大到小的顺序为___，判断理由是___；试解释CO平衡转化率随温度升高而减小的原因是___。

Answer

3～4 min 向右移动 a > 放热 > p1>p2>p3 相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，CO转化率增大，而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于提高CO的转化率 反应①为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使得体系中CO的量增大，反应②为吸热反应，升高温度时，平衡正向移动，产生CO的量增大，总结果就是随温度升高，CO的转化率减小

【解析】

⑴①从表格中数据分析，体系中各物质的浓度不再变化的时间就为达到平衡状态；根据数据看出H2O(g)的浓度增大，CO的浓度减小，说明是增加了H2O(g)的量；反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO转化率减小。

⑵升高温度，化学平衡常数增大，正反应为吸热反应，则其逆反应为放热反应，计算T2的K值，与T1的K值比较，得出温度关系。

⑶由于反应①为气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，CO转化率增大，而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于提高CO的转化；反应①为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使得体系中CO的量增大，反应②为吸热反应，升高温度时，平衡正向移动，产生CO的量增大，总结果就是随温度升高，CO的转化率减小。

⑴①从表格中数据分析，第3～4 min时，体系中各物质的浓度不再变化，说明反应已经达到平衡状态，故答案为：3～4 min。

②5～6min时间段内，H2O(g)的浓度增大，CO的浓度减小，说明是增加了H2O(g)的量，使平衡正向移动，故答案为：向右移动；a。

③该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO转化率减小，则t2℃反应达到平衡时，CO浓度 > c1，故答案为：>。

⑵①由题图1可知，升高温度，化学平衡常数增大，说明Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)为吸热反应，则其逆反应为放热反应，故答案为：放热。

②K(T2)=c(CO)/c(CO2)=2.5 > K(T1)，根据图像信息可知，K越大，对应的温度越高，所以T2>T1，故答案为：>。

⑶反应①是体积减小的反应，反应②是等体积反应，从上到下，转化率增长，说明是增大压强，因此压强由大到小的顺序为p1>p2>p3，判断理由是相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，CO转化率增大，而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于提高CO的转化率，CO平衡转化率随温度升高而减小的原因应①为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使得体系中CO的量增大，反应②为吸热反应，升高温度时，平衡正向移动，产生CO的量增大，总结果就是随温度升高，CO的转化率减小，故答案为：p1>p2>p3；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，CO转化率增大，而反应②为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于提高CO的转化率；反应①为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，使得体系中CO的量增大，反应②为吸热反应，升高温度时，平衡正向移动，产生CO的量增大，总结果就是随温度升高，CO的转化率减小。