Question

(17分)某反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)在任一時(shí)刻的正、逆反應(yīng)速率可用υ_正、υ_逆表示：

υ_正=k₁·c(A)·c(B)，υ_逆=k₂·c(C)，其中k₁、k₂在一定溫度下為常數(shù)，c(A)、c(B)、c(C)分別代表某時(shí)刻三種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度。
（1）上述反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，請(qǐng)用題干中的符號(hào)分別表示三種物質(zhì)的濃度關(guān)系為       ，
平衡常數(shù)K=_             __。
（2）在300 K時(shí)，開始反應(yīng)的A、B濃度均為0．1 mol/L，達(dá)到平衡時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為50%，則k₁、k₂之間的關(guān)系是__________________。
（3）升高溫度，k₁的變化是       ，k₂的變化是_________(填“增大”、“減小”或“不變”)；此時(shí)若k₁/k₂增大，則說(shuō)明正反應(yīng)是___________（填“吸”或“放”）熱反應(yīng)。
（4） CO₂可與H₂合成綠色燃料甲醇。300^oC時(shí)，在兩個(gè)容積均為2L的密閉容器中，當(dāng)c(CO₂)=1．00 mol·L^-1、c(H₂)=1．60 mol·L^-1時(shí)，分別選擇催化劑Ⅰ、催化劑Ⅱ開始反應(yīng)，t₀時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)M₁、M₂。若υ_逆（M₁）＜υ_正（M₂）。且達(dá)M₁時(shí)，CO₂的轉(zhuǎn)化率為20%，請(qǐng)畫出兩個(gè)狀態(tài)的濃度商(Q_c)-時(shí)間(t)的關(guān)系圖像，并標(biāo)明相關(guān)數(shù)據(jù)。
=
（5）實(shí)驗(yàn)室可利用甲醇、空氣、銅（或氧化銅）制備甲醛。關(guān)于甲醇和甲醛的沸點(diǎn)和水溶性見下表：

	沸點(diǎn)	水溶性
甲醇	65℃	與水相溶
甲醛	-21℃	與水相溶

下圖是某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置，已知A處放入甲醇，C處收集到甲醛，若D處的氣球在反應(yīng)臨近結(jié)束時(shí)使用，則B處應(yīng)放入______（填化學(xué)式），請(qǐng)回答A、B、C三處采取控溫的方式分別為A_____、B     、C    ，(從下列選項(xiàng)中選擇)
a．熱水浴加熱  b．冰水浴冷卻   c．酒精燈加熱   d．酒精噴燈灼燒  e．常溫即可
實(shí)驗(yàn)臨近結(jié)束時(shí)，擠壓D處氣球使空氣進(jìn)入裝置，該操作的目的是____________________。

Answer 1

（17分）
⑴k₁·c(A)·c(B) =k₂·c(C)(2’)。k₁/k₂(2’)。
⑵k₁=20k₂(2’)
⑶增大(1’)，增大(1’)；吸(1’)
⑷(2’

0.05 0

t

⑸CuO(1’)，a、c、b(各1’)，防倒吸(2’)。

試題分析：（1）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，所以k₁·c(A)·c(B) =k₂·c(C)；該式進(jìn)行變形可得平衡常數(shù)K="c(C)/" c(A)·c(B)= k₁/k₂
（2）根據(jù)“三段式”進(jìn)行計(jì)算：A(g) + B(g)  C(g)
初始濃度（mol?L?¹）     0．1    0．1      0
轉(zhuǎn)化濃度（mol?L?¹）     0．05   0．05     0．05
平衡濃度（mol?L?¹）     0．05   0．05     0．05
根據(jù)平衡時(shí)k₁·c(A)·c(B) =k₂·c(C)，可得0．05×0．05 k₁=0．05×k₂，解得k₁=20k₂
（3）升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率都加快，所以k₁與k₂都增大；若k₁/k₂增大，說(shuō)明正反應(yīng)速率增加的倍數(shù)大，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，即升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。
（4）催化劑只改變反應(yīng)速率，不影響化學(xué)平衡，所以達(dá)到平衡時(shí)M₁、M₂相同，即平衡時(shí)兩條曲線重合，因?yàn)棣?sub>逆（M₁）＜υ_正（M₂），所以催化劑Ⅱ催化效果更好，反應(yīng)速率更快，可畫出圖像。