Question

甲醇可通過將煤的氣化中生成的CO和H₂在一定條件下發(fā)生如下反應得：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．請根據(jù)圖回答下列問題：

（1）從反應開始到平衡，用H₂濃度變化表示平均反應速率v（H₂）=

 

．
（2）該反應的熱化學方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=

 

．
（3）在恒溫恒容條件下，判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是

 

（填序號）；
A．v_逆（H₂）=2v_正（CH₃OH）       B．v_逆（H₂）=v_正（CO）
C．容器內壓強保持不變           D．混合氣體的密度保持不變
（4）若在一個體積可變的密閉容器中充入1mol CO、2mol H₂和1mol CH₃OH，達到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則開始時該反應向

 

（填“正”、“逆”）反應方向進行，理由是

 

．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)圖I時，反應中CO濃度的變化，結合速率公式計算，速率之比等對應物質的計量數(shù)之比；
（2）根據(jù)反應物與生成物的總能量來分析吸熱還是放熱，并書寫熱化學反應方程式，得到△H；
（3）正逆反應速率相等，各物質的濃度不發(fā)生變化時表示化學反應處于平衡狀態(tài)；
（4）同溫同壓下，混合氣體的密度與摩爾質量成正比，如果平衡不移動，密度應相等，據(jù)此分析．

解答： 解：（1）由圖I可知，反應中CO濃度的變化為：1.00-0.25=0.75mol?L^-1，則v（CO）=

△c

t

=

0.75mol?L

10min

=0.075mol/（L?min），所以v（H₂）=2v（CO）=2×0.075mol/（L?min）=0.15mol．L^-1．min^-1，
故答案為：0.15mol．L^-1．min^-1；
（2）反應物的總能量為419kJ，生成物的總能量為510kJ，則該反應為放熱反應，放出的熱量為419kJ-510kJ=91kJ，熱化學方程式為CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ/mol，
故答案為：-91 kJ/mol；
（3）A．v_逆（H₂）=2v_逆（CH₃OH）=2v_正（CH₃OH），已達平衡狀態(tài)，故選；
B．v_逆（H₂）=v_正（CO），不等于計量數(shù)之比，故不選；
C．容器內壓強保持不變，說明氣體物質的量不變，已達平衡狀態(tài)，故選；
D．混合氣體的密度保持不變，從反應開始到平衡一直不變，故不選；
故選AC；
（4）同溫同壓下，混合氣體的密度與摩爾質量成正比，如果平衡不移動，密度應相等，現(xiàn)在密度是原來的1.6倍，所以平衡向氣體計量數(shù)減小的方向移動，故答案為：正，該反應前后氣體總質量不變，同溫同壓下達平衡時氣體密度增大，即氣體體積縮小，反應正向進行．

點評：本題為綜合性習題，考查影響化學平衡的因素、熱化學反應、化學平衡常數(shù)、反應速率的計算，圖象的分析和利用等知識點，注重對高考熱點知識的考查，是較好的習題．