Question

【题目】发展洁净煤技术、利用CO2制备清洁能源等都是实现减碳排放的重要途径。

（1）将煤转化成水煤气的反应：C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）可有效提高能源利用率，若在上述反应体系中增大H2的浓度（其他条件保持不变），此反应的△H_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）CO2制备甲醇：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0 kJ·mol-1，在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2（g）和CH3OH（g）浓度随时间变化如图所示。

①该反应化学平衡常数K的表达式是_________。

②0~9 min时间内，该反应的平均反应速率v（H2）=_________。

③在相同条件下，密闭容器的体积缩小至0.5 L时，此反应达平衡时放出的热量（Q）可能是_________（填字母序号）kJ。

a. 0<Q<29.5 b. 29.5<Q<36.75

c. 36.75<Q<49 d. 49<Q<98

④在一定条件下，体系中CO2的平衡转化率（）与L和X的关系如图所示，L和X分别表示温度或压强。

i. X表示的物理量是_________。

ii. 判断L1与L2的大小关系：L1________L2（填“<”，“=”或“>”），并简述理由：_________。

Answer 1

【答案】 不变 K= 0.25 mol·L-1·min-1 c 温度 L1>L2 温度一定时，增大压强，CO2平衡转化率增大

【解析】（1）反应的焓变至由方程式的系数和物质的状态决定，所以增大H2的浓度（其他条件保持不变），此反应的△H不变。

（2）①反应的平衡常数表达式为K=。

②，不同物质的速率比等于其系数比，所以。

③在原来的1L容器中，达平衡的过程中，反应了0.75mol的CO2，所以放出的热为49×0.75=36.75kJ。其他条件不变，将容器体积改为0.5L，减小体积相当于增大压强，所以平衡正向移动，应该反应更多的CO2，所以放热大于36.75kJ；但是初始只加入1molCO2，这1molCO2不可能都反应，所以放热一定小于49kJ。选项c正确。

④ⅰ图中看出，随着X的升高，CO2的转化率降低。若X代表压强，增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率升高，所以X不能代表压强。若X代表温度，升高温度，平衡逆向移动，CO2的转化率降低，所以X代表温度。

ⅱX代表温度，则L代表压强。其他条件不变，增大压强平衡正向移动，CO2的转化率升高，即CO2转化率越高，代表对应的压强越大，图中曲线L1对应的转化率更高，所以压强L1>L2。