Question

【題目】（1）已知反應2HI（g）=H2（g） + I2（g）的△H=+11kJ·mol-1，1molH2（g）、1molI2（g）分子中化學鍵斷裂時分別需要吸收436KJ、151KJ的能量，則1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為___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的平衡物質的量濃度c（CO）與溫度T的關系如圖所示。

①該反應△H__________ 0（填“＞”或“＜”）

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

③T3時在某剛性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），達到平衡后測得CO的轉化率為75%，則T3時平衡常數K3=____________。

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

測得氧氣的平衡轉化率與起始壓強、溫度的關系如圖所示：

①p1、p2、p3的大小：_________。

②若初始時通入7.0 mol O2，p2為7.0 kPa，則A點平衡常數Kp=________（用氣體平衡分壓代替氣體平衡濃度計算，分壓=總壓×氣體的物質的量分數，寫出計算式即可）。

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

催化劑中添加Na、K、Cu助劑后（助劑也起催化作用）可改變反應的選擇性，在其他條件相同時，添加不同助劑，經過相同時間后測得CO2轉化率和各產物的物質的量分數如下表。

助劑	CO2轉化率（%）	各產物在所有產物中的占比（%）
		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欲提高單位時間內乙烯的產量，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間內乙烯產量的根本原因是_____；

②下列說法正確的是______；

a 第ⅰ步所反應為：CO2+H2CO+H2O

b 第ⅰ步反應的活化能低于第ⅱ步

c 催化劑助劑主要在低聚反應、異構化反應環節起作用

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，反應的平衡常數各不相同

Answer 1

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

【解析】

（1）設1molHI（g）分子中化學鍵斷裂時需吸收的能量為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c（CO）越大，說明升高溫度平衡向逆反應移動，升高溫度平衡向吸熱反應進行，故正反應是放熱反應，即該反應△H＜0；

②該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，化學平衡常數減小，故

則K1＞K2；。

③T3時在某剛性容器中按1:2投入CO（g）和H2O（g），達到平衡后測得CO的轉化率為75%，

K= =1.8，則T3時平衡常數K3=1.8。

故答案為：＜；＞；1.8；

（3）①根據圖知，壓強一定時，升高溫度氧氣的轉化率降低，平衡逆向移動，則△H＜0；該反應的正反應是一個反應前后氣體體積減小的可逆反應，增大壓強平衡正向移動，氧氣轉化率增大，所以壓強：p1＞p2＞p3；

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

故答案為： p1＞p2＞p3 ；（kPa）-3 ；

（4）①欲提高單位時間內乙烯的產量，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間內乙烯產量的根本原因是降低生成乙烯的反應所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而對其他副反應幾乎無影響；

②①由表中數據可知，Na的其他副反應占比大，Cu的CO2轉化率低，兼顧乙烯的產率、CO2轉化率和對副反應的影響，選擇添加K助劑效果最好，不僅能提高單位時間內乙烯產量，并且其他副反應占比少，根本原因是降低反應的活化能、加快乙烯生成速率，

故答案為：K； 降低生成乙烯的反應所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而對其他副反應幾乎無影響；

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

b．第ⅰ步反應是慢反應，第ⅱ步是快反應，反應的活化能越低，反應速率越快，所以第ⅰ步反應的活化能高于第ⅱ步，故b錯誤；

c．助劑可改變反應的選擇性，所以催化劑助劑主要在低聚反應、異構化反應環節起作用，故c正確；

d．催化劑不能改變平衡狀態，不能改變焓變△H，故d錯誤；

e．反應的平衡常數只與溫度有關，不同助劑能改變反應歷程，但不能改變反應的起始狀態、不能改變反應溫度，所以反應的平衡常數不變，故e錯誤；

故答案為：ac。