Question

I．在容積相同的兩個(gè)容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol、bmol HI （a＞b），反應(yīng)2HI?H₂+I₂（g）達(dá)到平衡后，兩容器中各物質(zhì)的反應(yīng)速率VA    VB；平衡時(shí)c（I₂）_B平衡時(shí)，I₂蒸汽在混合氣體中的體積百分含量：A容器     B容器：HI的平衡分解率：a_A    a_B．
Ⅱ．合成甲醇的反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；在一定溫度下，向一個(gè)容積不變的密閉容器中通入2.5mol CO和7.5mol H₂，達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%，此時(shí)容器的壓強(qiáng)為開始時(shí)的    倍．若保持同一反應(yīng)溫度將起始物質(zhì)改為a mol CO、b mol H₂、c molCH₃OH，欲使平衡混合物中各組成與原平衡相同，則a、b滿足的關(guān)系為關(guān)系為    ，且欲使開始時(shí)可逆反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，c的取值范圍是    ．

Answer 1

【答案】分析：I、在容積相同的兩個(gè)容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol、bmol HI （a＞b），反應(yīng)前后氣體體積不變，為等效平衡，各組分的含量不變，HI的轉(zhuǎn)化率相等，平衡時(shí)A中濃度都大于B中相應(yīng)物質(zhì)的濃度，濃度越大速率越大．
Ⅱ、根據(jù)CO的轉(zhuǎn)化率求出參加反應(yīng)的CO的物質(zhì)的量，利用差量法算出平衡反應(yīng)混合物的總的物質(zhì)的量，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比；
各組成與原平衡相同說明為等效平衡，恒溫恒容，前后氣體體積變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足對(duì)于物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可．
計(jì)算出平衡時(shí)CH₃OH（g）的物質(zhì)的量，c大于此值平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行．按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，得到2.5mol CO時(shí)c的值最大．
解答：解：I．在容積相同的兩個(gè)容器A和B中，保持溫度為423K，同時(shí)向A、B中分別加入amol、bmol HI （a＞b），等效為a在b的基礎(chǔ)上開始增大合適壓強(qiáng)，反應(yīng)前后氣體體積不變，平衡時(shí)對(duì)應(yīng)各組分的含量相同，HI的轉(zhuǎn)化率相等．由于a＞b，HI的轉(zhuǎn)化率相等．平衡時(shí)A中濃度都大于B中相應(yīng)物質(zhì)的濃度，濃度越大速率越大，所以兩容器中各物質(zhì)的反應(yīng)速率VA＞VB．
故答案為：＞；=；=
Ⅱ．開始反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量為2.5mol+7.5mol=10mol，
平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%，所以參加反應(yīng)CO的物質(zhì)的量為2.5mol×90%=2.25mol．
對(duì)于反應(yīng)     CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）；物質(zhì)的量減少△n
             1mol                                     2mol
             2.25mol                                  4.5mol
所以平衡后反應(yīng)混合氣體的總的物質(zhì)的量為2.5mol+7.5mol-4.5mol=5.5mol
壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，所以此時(shí)容器的壓強(qiáng)為開始時(shí)的倍數(shù)為=0.55．
各組成與原平衡相同說明為等效平衡，恒溫恒容，前后氣體體積變化，按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，滿足對(duì)于物質(zhì)的物質(zhì)的量相等即可．所以有，解得2a+2.5=b．
對(duì)于反應(yīng)     CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）；
開始（mol）：2.5     7.5               0
變化（mol）：2.25    4.5               2.25 
平衡（mol）：0.25    3                 2.25
平衡時(shí)CH₃OH的物質(zhì)的量為2.25mol，所以c＞2，25mol平衡向逆反應(yīng)進(jìn)行．按化學(xué)計(jì)量數(shù)轉(zhuǎn)化到左邊，得到2.5mol CO時(shí)c的值最大．所以c最大為2.5mol．所以2.25＜c＜2.5．
故答案為：0.55；2a+2.5=b；2.25＜c＜2.5．
點(diǎn)評(píng)：考查平衡計(jì)算、等效平衡等，難度較大，注意等效思想的運(yùn)用以及運(yùn)用極限方法確定c的取值范圍．