Question

14．工業(yè)上“固定”和利用CO₂能有效地減輕“溫室”效應(yīng)，可用CO₂生產(chǎn)燃料甲醇：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）+49.0kJ
（1）在相同溫度和容積不變時(shí)，能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是BC．
A．n（CO₂）：n（H₂）：n（CH₃OH）：n（H₂O）=1：3：1：1
B．容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
C．H₂的消耗速率與CH₃OH的消耗速率之比為3：1
D．容器內(nèi)的密度保持不變
（2）一定溫度下，將6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示（實(shí)線）．圖中數(shù)據(jù)a（1，6）代表的意思是：在1min時(shí)H₂的物質(zhì)的量是6mol．
①a點(diǎn)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率（填“大于”、“等于”或“小于”），在1～3min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（H₂）=0.5mol•L^-1min^-1．
②僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件時(shí)，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示，曲線I對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是升高溫度，曲線II對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是增大壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，一定滿足正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度、百分含量不再變化，據(jù)此進(jìn)行判斷；
（2）①根據(jù)圖象中氫氣的物質(zhì)的量變化判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，然后判斷正逆反應(yīng)速率大��；v=$\frac{△c}{△t}$進(jìn)行計(jì)算求解；
②曲線Ⅰ的反應(yīng)速率大于原反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量增大，說(shuō)明平衡向著逆向移動(dòng)；曲線Ⅱ的反應(yīng)速率大于原反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量減小，說(shuō)明平衡向著正向移動(dòng)．

解答 解：（1）A．平衡時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量之比決定于開(kāi)始加入物質(zhì)的多少和反應(yīng)限度，與平衡狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以n（CO₂）：n（H₂）：n（CH₃OH）：n（H₂O）=1：3：1：1，不能判斷正逆反應(yīng)速率是否相等，無(wú)法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；
B．該反應(yīng)是體積減小的反應(yīng)，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，表明正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不再變化，達(dá)到了平衡狀態(tài)，故B正確；
C．當(dāng)H₂的消耗速率與CH₃OH的消耗速率之比為3：1時(shí)才能表示正逆反應(yīng)速率，且滿足計(jì)量數(shù)關(guān)系，說(shuō)明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故C正確；
D．容器內(nèi)的密度保持不變，反應(yīng)方程式兩邊都是氣體，氣體的總質(zhì)量不變，容器的容積固定，所以反應(yīng)過(guò)程中氣體的密度始終不變，所以密度不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故D錯(cuò)誤；
故選BC；
（2）①根據(jù)圖象可知，a到b過(guò)程中氫氣的物質(zhì)的量減小，說(shuō)明反應(yīng)向著正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{6-3}{2}}{3}$=0.5mol•L^-1min^-1，
故答案為：大于； 0.5mol•L^-1min^-1；
②由曲線Ⅰ的反應(yīng)速率增大，且達(dá)到平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量增大，平衡向著逆向移動(dòng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，說(shuō)明升高了溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向著逆向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率減��；
根據(jù)曲線Ⅱ的曲線可知，反應(yīng)速率比原反應(yīng)增大，達(dá)到平衡時(shí)氫氣的物質(zhì)的量減小，平衡向著正向移動(dòng)，該反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，說(shuō)明增大了壓強(qiáng)，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡性在正向移動(dòng)，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，
故答案為：升高溫度；增大壓強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，注意平衡時(shí)反應(yīng)特點(diǎn)是正逆反應(yīng)速率相等各組分濃度不再變化，題目難度不大．