Question

18．一定條件下，在體積為3L的密閉容器中反應(yīng)CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）達到化學(xué)平衡狀態(tài)．
①反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$；根據(jù)如圖，升高溫度，K值將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄ⅰ皽p小”或“不變”）．
②500℃時，從反應(yīng)開始到達到化學(xué)平衡，以H₂的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是0.05mol/（L．min）．
③X點與Y點的平均速率：v（X）＜v（Y）；其中X點的正反應(yīng)速率v_正（X）與Z點的逆反應(yīng)速率v_逆（Z）的大小關(guān)系為v_正（X）＞v_逆（Z）（填“＞”、“＜”、“=”）．
④300℃時能夠說明該可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標志是c （填字母）．
a．v_生成（CH₃OH）=v_生成（H₂）                  b．混合氣體的密度不再改變
c．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變    d．CO、H₂、CH₃OH的濃度相等
⑤500℃時，將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，在其他條件不變的情況下，對平衡體系產(chǎn)生的影響是cd．（填字母）
a．c（H₂）減少                  b．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢
c．CH₃OH 的百分含量增加        d．重新平衡時$\frac{c（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）}$減�。�

Answer 1

分析 ①根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，列出平衡常數(shù)的表達式；根據(jù)升高溫度乙醇的物質(zhì)的量減小，平衡逆向移動，判斷平衡常數(shù)的變化；
②根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率是υ（H₂）=2υ（CH₃OH）計算；
③溫度越高反應(yīng)速率越大，X點正逆反應(yīng)速率相同達到平衡狀態(tài)，Z點正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率；
④達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，CO、H₂、CH₃OH的濃度不再改變；
⑤將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，壓強增大，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，以此判斷．

解答 解；①化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，反應(yīng)物的生成物都是氣體，故平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$，由圖象可知升高溫度乙醇的物質(zhì)的量減少，平衡向逆反應(yīng)方向移動，K減小，
故答案為：$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$；減�。�
②υ（CH₃OH）=$\frac{\frac{0.3mol}{3L}}{4min}$mol/（L．min）=0.025mol/（L．min），故υ（H₂）=2υ（CH₃OH）=0.05mol/（L．min），
故答案為：0.05mol/（L．min）；
③X點溫度高反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，Y點溫度低反應(yīng)正向進行，平均反應(yīng)速率大，則X點與Y點的平均速率：v（X）＜v（Y）；X點正逆反應(yīng)速率相同，Z點正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，其中X點的正反應(yīng)速率v_正（X）與Z點的逆反應(yīng)速率v_逆（Z）的大小關(guān)系為v_正（X）＞v_逆（Z）．
故答案為：＜；＞；
④達到平衡時，正逆反應(yīng)速率相等，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變，CO、H₂、CH₃OH的濃度不再改變，在體積不變時，氣體的密度不變，不能作為判斷是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù)，
a．反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比，為正反應(yīng)速率之比，2v_生成（CH₃OH）=v_生成（H₂）能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，所以  v_生成（CH₃OH）=v_生成（H₂）    不能說明正逆反應(yīng)速率相同，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故a錯誤                
b．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量和體積不變，氣體密度始終不變，混合氣體的密度不再改變不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故b錯誤；
c．反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變，氣體物質(zhì)的量變化，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故c正確；    
d．CO、H₂、CH₃OH的濃度相等并不能說明正逆反應(yīng)速率相同，不能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故d錯誤；
故答案為：c；
⑤將容器的容積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，壓強增大，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，CH₃OH的物質(zhì)的量增加，氫氣的物質(zhì)的量減少，但濃度增大，甲醇的物質(zhì)的量增多，故有c（H₂）/c（CH₃OH）減小，
故答案為：cd．

點評 本題考查化學(xué)平衡的影響因素和化學(xué)平衡的標志、反應(yīng)速率計算和影響因素分析判斷等問題，題目難度中等，注意外界條件對化學(xué)平衡移動的影響以及平衡狀態(tài)的判斷角度．