Question

【題目】（1）已知反應(yīng)2HI（g）=H2（g） + I2（g）的△H=+11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)分別需要吸收436KJ、151KJ的能量，則1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為___kJ。

（2）已知某密閉容器中存在下列平衡：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g），CO的平衡物質(zhì)的量濃度c（CO）與溫度T的關(guān)系如圖所示。

①該反應(yīng)△H__________ 0（填“＞”或“＜”）

②若T1、T2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2，則K1_______K2（填“＞”、“＜”或“=”）。

③T3時(shí)在某剛性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），達(dá)到平衡后測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為75%，則T3時(shí)平衡常數(shù)K3=____________。

（3）在恒容密閉容器中，加入足量的MoS2和O2，僅發(fā)生反應(yīng)： 2MoS2（s）+7O2（g） 2MoO3（s）+4SO2（g） ΔH。

測(cè)得氧氣的平衡轉(zhuǎn)化率與起始?jí)簭?qiáng)、溫度的關(guān)系如圖所示：

①p1、p2、p3的大�。�_________。

②若初始時(shí)通入7.0 mol O2，p2為7.0 kPa，則A點(diǎn)平衡常數(shù)Kp=________（用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×氣體的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，寫(xiě)出計(jì)算式即可）。

（4）中科院蘭州化學(xué)物理研究所用Fe3（CO）12/ZSM-5催化CO2加氫合成低碳烯烴反應(yīng)，所得產(chǎn)物含CH4、C3H6、C4H8等副產(chǎn)物，反應(yīng)過(guò)程如圖。

催化劑中添加Na、K、Cu助劑后（助劑也起催化作用）可改變反應(yīng)的選擇性，在其他條件相同時(shí)，添加不同助劑，經(jīng)過(guò)相同時(shí)間后測(cè)得CO2轉(zhuǎn)化率和各產(chǎn)物的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如下表。

助劑	CO2轉(zhuǎn)化率（%）	各產(chǎn)物在所有產(chǎn)物中的占比（%）
		C2H4	C3H6	其他
Na	42.5	35.9	39.6	24.5
K	27.2	75.6	22.8	1.6
Cu	9.8	80.7	12.5	6.8

①欲提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯的產(chǎn)量，在Fe3（CO）12/ZSM-5中添加_______助劑效果最好；加入助劑能提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯產(chǎn)量的根本原因是_____；

②下列說(shuō)法正確的是______；

a 第ⅰ步所反應(yīng)為：CO2+H2CO+H2O

b 第ⅰ步反應(yīng)的活化能低于第ⅱ步

c 催化劑助劑主要在低聚反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)環(huán)節(jié)起作用

d Fe3（CO）12/ZSM-5使CO2加氫合成低碳烯烴的ΔH減小

e 添加不同助劑后，反應(yīng)的平衡常數(shù)各不相同

Answer 1

【答案】299 ＜ ＞ 1.8 p1＞p2＞p3 211/77（kPa）-3 K 降低生成乙烯的反應(yīng)所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而對(duì)其他副反應(yīng)幾乎無(wú)影響 ac

【解析】

（1）設(shè)1molHI（g）分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需吸收的能量為x kJ，則：2x kJ-436kJ-151kJ=11kJ，解得x=299，

故答案為：299；

（2）①由圖可知，溫度越高平衡時(shí)c（CO）越大，說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)進(jìn)行，故正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即該反應(yīng)△H＜0；

②該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故

則K1＞K2；。

③T3時(shí)在某剛性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），達(dá)到平衡后測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為75%，

K= =1.8，則T3時(shí)平衡常數(shù)K3=1.8。

故答案為：＜；＞；1.8；

（3）①根據(jù)圖知，壓強(qiáng)一定時(shí)，升高溫度氧氣的轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，則△H＜0；該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，氧氣轉(zhuǎn)化率增大，所以壓強(qiáng)：p1＞p2＞p3；

②若初始時(shí)通入7.0molO2，P2為7.0kPa，A點(diǎn)氧氣轉(zhuǎn)化率為50%，則A點(diǎn)n（O2）=7mol×（1-50%）=3.5mol，生成n（SO2）= =2mol，恒溫恒容條件下氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，所以A點(diǎn)壓強(qiáng)=×7.0kPa=5.5kPa，P（O2）=×5.5kPa=3.5kPa，P（SO2）=（5.5-3.5）kPa=2kPa，則A點(diǎn)平衡常數(shù)Kp=（kPa）-3 ；

故答案為： p1＞p2＞p3 ；（kPa）-3 ；

（4）①欲提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯的產(chǎn)量，在Fe3（CO）12/ZSM-5中添加K助劑效果最好；加入助劑能提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯產(chǎn)量的根本原因是降低生成乙烯的反應(yīng)所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而對(duì)其他副反應(yīng)幾乎無(wú)影響；

②①由表中數(shù)據(jù)可知，Na的其他副反應(yīng)占比大，Cu的CO2轉(zhuǎn)化率低，兼顧乙烯的產(chǎn)率、CO2轉(zhuǎn)化率和對(duì)副反應(yīng)的影響，選擇添加K助劑效果最好，不僅能提高單位時(shí)間內(nèi)乙烯產(chǎn)量，并且其他副反應(yīng)占比少，根本原因是降低反應(yīng)的活化能、加快乙烯生成速率，

故答案為：K； 降低生成乙烯的反應(yīng)所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而對(duì)其他副反應(yīng)幾乎無(wú)影響；

②a．由催化CO2加氫合成低碳烯烴反應(yīng)可知，第ⅰ步所反應(yīng)為：CO2+H2CO+H2O，故a正確；

b．第ⅰ步反應(yīng)是慢反應(yīng)，第ⅱ步是快反應(yīng)，反應(yīng)的活化能越低，反應(yīng)速率越快，所以第ⅰ步反應(yīng)的活化能高于第ⅱ步，故b錯(cuò)誤；

c．助劑可改變反應(yīng)的選擇性，所以催化劑助劑主要在低聚反應(yīng)、異構(gòu)化反應(yīng)環(huán)節(jié)起作用，故c正確；

d．催化劑不能改變平衡狀態(tài)，不能改變焓變△H，故d錯(cuò)誤；

e．反應(yīng)的平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，不同助劑能改變反應(yīng)歷程，但不能改變反應(yīng)的起始狀態(tài)、不能改變反應(yīng)溫度，所以反應(yīng)的平衡常數(shù)不變，故e錯(cuò)誤；

故答案為：ac。