Question

【題目】（1）一定條件下，平衡常數如下：

2NO2N2O4 K1 NO21/2N2O4K2 N2O42NO2 K3

推導K1與K2,K1與K3的關系分別為:______________。

（2）衡量催化劑的性能指標有:活性、選擇性、穩定性、價格等。對于給定條件下反應物之間能夠同時發生多個反應的情況,理想的催化劑可以大幅度提高目標產物在最終產物中的____(填“產率”、“比率”、轉化率)，催化劑的這種特性，稱作它的________性。

（3）溶液的pH對Cr2O72-降解率的影響如下圖所示。

已知:Cu2OCu+CuSO4；

酸性越大，Cr2O72-被還原率越大。

①由上右圖可知，pH分別為2、3、4 時，Cr2O72-的降解率最好的是______，其原因是______。

②按右圖加入10滴濃硫酸，溶液由橙黃色變為橙色，請結合化學用語用平衡移動原理解釋其原因_____。

（4）一定條件下焦炭可以還原NO2,反應為:2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)。在恒溫的密閉容器下，6molNO2和足量C 發生該反應，測得平衡時NO2的物質的量與平衡總壓的關系如圖所示:

則C點NO2的轉化率和C點時該反應的壓強平衡常數Kp=(K,是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)分別為______、_______。

（5）已知由CO生成CO2的化學方程式為CO+O2CO2+O。其正反應速率為v正=K正c(CO)·c(O2),逆反應速率為v逆=K逆c(CO2)·c(O),K正、K逆為速率常數。在2500K下，K正=1.21×105 L·s-1·mol-1,K逆=3.02×105L·s-1·mol-1。則該溫度下上述反應的平衡常數K值為_______(保留小數點后一位小數)。

（6）利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下:

①2H2(g) + CO(g) CH3OH(g); ΔH1

②CH3OH(g) CH2OCH3(g) + H2O(g); ΔH2

③CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g); ΔH3

總反應: 3H2(g)+3CO(g) CH2OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=_______。

Answer 1

【答案】 K1=K22：K1=1/K3 比率 選擇性 3 pH<2.5時Cu2O會歧化(轉化)為Cu和Cu2+,所以不選pH=2；酸性越大，Cr2O72-被還原率越大，pH=3酸性強于pH=4的溶液，所以選擇pH=3 溶液中存在，加入硫酸，c(H+)增大，平衡向逆反應方向移動c(Cr2O72-)增大 66.7% 5Mpa 0.4 【答題空10】2ΔH1+ΔH2+ΔH3

【解析】（1）一定條件下，平衡常數如下：2NO2N2O4 K1 NO21/2N2O4K2 N2O42NO2 K3，K1=c(N2O4 )/c2(NO2)=[c0.5(N2O4 )/c(NO2)]2=K22；K1=c(N2O4 )/c2(NO2)=[c2(NO2)/c(N2O4 )]-1=1/K3，故K1與K2,K1與K3的關系分別為: K1=K22：K1=1/K3 ；

（2）衡量催化劑的性能指標有:活性、選擇性、穩定性、價格等。對于給定條件下反應物之間能夠同時發生多個反應的情況,理想的催化劑可以大幅度提高目標產物在最終產物中的比率(填“產率”、“比率”、轉化率)，催化劑的這種特性，稱作它的選擇性。

（3）①由圖可知，pH分別為2、3、4 時，Cr2O72-的降解率最好的是3，其原因是由圖可知：pH＜2.5時Cu2O會歧化（轉化）為Cu 和Cu2＋，故答案為：pH=3；pH＜2.5時Cu2O會歧化（轉化）為Cu 和Cu2＋，所以不選pH=2；酸性越大，Cr2O72－被還原率越大，pH=3酸性強于pH=4的溶液，所以選擇pH=3。

②按右圖加入10滴濃硫酸，溶液由橙黃色變為橙色，請結合化學用語用平衡移動原理解釋其原因溶液中存在Cr2O72－＋H2O2CrO42－＋2H＋，加入硫酸，c(H+)增大，平衡向逆反應方向移動c(Cr2O72-)增大。

（4）6mol NO2和足量C發生該反應，設反應二氧化氮x，列三段式：

2NO2（g）+2C（s）N2（g）+2CO2（g）

n始：6 0 0

n轉：x 0.5x x

n平：6-x 0.5x x

即： 2 2 4

從圖知C點時NO2的物質的量為2，則6-x=2，解得x=4，

則C點NO2的轉化率×100%= 66.7%

則平衡時總的物質的量為8mol，C點時該反應的壓強平衡常數Kp（C）==5MPa；

（5）平衡常數K===0.40，故答案為：0.40；

（6）利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下:①2H2(g) + CO(g) CH3OH(g); ΔH1②CH3OH(g) CH2OCH3(g) + H2O(g); ΔH2③CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g); ΔH3，由蓋斯定律，①×2+②+③得總反應: 3H2(g)+3CO(g) CH2OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3。