Question

【題目】目前工業(yè)上有一種方法是用生產燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應，如圖表示該反應過程中能量（單位kJ）的變化。

（1）已知拆開或形成化學鍵所吸收或放出的能量叫做該化學鍵的鍵能，單位。根據(jù)表中的鍵能表示出圖中的反應生成時____________________（填“吸收”或“放出”）_____________________kJ熱量。

化學鍵
鍵能（）	a	b	c	d	e

（2）在一固定容積的恒溫密閉容器內進行上述反應，下列能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是_________（填序號）。

A

B 容器內氣體壓強保持不變

C 、、、四種氣體物質的量濃度之比等于

D 容器內氣體密度保持不變

E 鍵斷裂的同時鍵斷裂

（3）在體積為的密閉容器中，充入和，測得和的濃度隨時間變化如圖所示。從反應開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應速率____________________。容器內平衡時與起始時的壓強之比為____________________。

Answer 1

【答案】放出 2(-2a-3b+3c+d+2e) BE 5:8

【解析】

反應熱等于反應物的鍵能總和與生成物的鍵能總和之差。根據(jù)化學平衡狀態(tài)的特征判斷可逆反應是否達到化學平衡狀態(tài)。根據(jù)阿伏加德定律可知，在同溫同體積條件下，氣體的壓強之比等于其物質的量之比。

（1）由圖中信息可知，發(fā)生的反應為CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，該反應的反應物的總能量高于生成物的。根據(jù)表中的鍵能數(shù)據(jù)可以求出該反應的H=(2a+3b-3c-d-2e)= -(-2a-3b+3c+d+2e)，因此，生成時放出2(-2a-3b+3c+d+2e)kJ熱量。

（2）A．說明正反應速率不等于逆反應速率，說明該反應未達平衡；

B．反應前后的氣體的分子數(shù)不同，故在反應過程中容器內的壓強會發(fā)生變化，當容器內氣體壓強保持不變時，表明各組分的濃度保持不變，可以說明反應達到平衡狀態(tài)；

C． 、、、四種氣體物質的量濃度之比等于，不能說明其濃度之比保持這個比值不變，即不能說明各組分的濃度保持不變，不能說明達到平衡狀態(tài)；

D． 反應過程中氣體的總體積不變，氣體的總質量也不變，故容器內氣體密度始終保持不變，因此，容器內氣體密度保持不變不能說明反應達到平衡狀態(tài)；

E． 鍵斷裂的同時鍵斷裂可以說明正反應速率等于逆反應速率，反應達到平衡狀態(tài)。

綜上所述，能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是BE。

（3）在體積為的密閉容器中，充入和，測得和的濃度隨時間變化如圖所示。從反應開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應速率3v(CO2)=3。容器內平衡時與起始時的壓強之比等于氣體的總物質的量之比，起始時氣體的總物質的量4mol，平衡時氣體的總物質的量為(0.25+0.253+0.752)mol=2.5mol，所以，容器內平衡時與起始時的壓強之比為2.5:4=5:8。