Question

（6分）在體積為1 L的密閉容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，在500^oC下發(fā)生反應(yīng)：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)；△H＝－49.0kJ/mol測(cè)得CO₂和CH₃OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。

（1）從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H₂)________________
（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為____________________（精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）
（3）下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________________
a．容器中壓強(qiáng)保持不變            b．混合氣體密度保持不變
c．容器內(nèi)CO₂的分子數(shù)保持不變    d．每消耗1 mol CO₂的同時(shí)生成1 mol H₂O

Answer 1

（6分）（1）0.225mol/(L·min)（2）5.33   （3）ac（2分）

試題分析：（1）根據(jù)圖像可知，平衡時(shí)，甲醇的濃度變化量是0.75mol/L，所以氫氣濃度的變化量就是0.75mol/L×3＝2.25mol/L，則氫氣的反應(yīng)速率是2.25mol/L÷10min＝0.225mol/(L·min)。
（2）反應(yīng)前氫氣的濃度是3mol/L，所以平衡時(shí)氫氣的濃度是3mol/L－2.25mol/L＝0.75mol/L，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝。
（3）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，所以c正確；該反應(yīng)是體積減小的，所以在反應(yīng)過程中，壓強(qiáng)也是減小的，因此a正確；密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，b不正確；d中反應(yīng)速率的方向是相同的，速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，因此d中的關(guān)系始終是成立，不正確，答案選ac。
點(diǎn)評(píng)：判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志有：(1)任何情況下均可作為標(biāo)志的：①υ_正=υ_逆(同一種物質(zhì))；②各組分含量(百分含量、物質(zhì)的量、質(zhì)量)不隨時(shí)間變化；③某反應(yīng)物的消耗(生成)速率、某生成物的消耗(生成)速率=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；(2)在一定條件下可作為標(biāo)志的是：①對(duì)于有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)體系，顏色不再變化；②對(duì)于有氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)體系，若反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和相等，則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M和反應(yīng)總壓P不變(恒溫恒容)；③對(duì)于恒溫絕熱體系，體系的溫度不在變化；(3)不能作為判斷標(biāo)志的是：①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或濃度變化或反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 (任何情況下均適用)；②有氣態(tài)物質(zhì)參加或生成的反應(yīng)，若反應(yīng)前后氣體的系數(shù)和相等，則混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量M和反應(yīng)總壓P不變(恒溫恒容)。