Question

10．“C1化學(xué)”是指以碳單質(zhì)或分子中含1個(gè)碳原子的物質(zhì)（如CO、CO₂、CH₄、CH₃OH等）為原料合成工業(yè)產(chǎn)品的化學(xué)工藝，對(duì)開發(fā)新能源和控制環(huán)境污染有重要意義．
（1）一定溫度下，在兩個(gè)容積均為2L的密閉容器中，分別發(fā)生反應(yīng)：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol．相關(guān)數(shù)據(jù)如表：

容器	甲	乙
反應(yīng)物投入量	1mol CO2（g）和3mol H2（g）	1mol CH3OH（g）和1mol H2O（g）
平衡時(shí)c（CH3OH）	c1	c2
平衡時(shí)能量變化	放出29.4kJ	吸收a kJ

請(qǐng)回答：①c₁=c₂（填“＞”、“＜”或“=”）；a=19.6．
②若甲中反應(yīng)10s時(shí)達(dá)到平衡，則用CO₂來表示甲中反應(yīng)從開始到平衡過程中的平均反應(yīng)速率是0.03mol/（L•s）．
（2）治理汽車尾氣的反應(yīng)是2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g）△H＜0．在恒溫恒容的密閉容器中通入n （NO）：n（CO）=1：2的混合氣體，發(fā)生上述反應(yīng)．下列圖象正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t₁時(shí)刻一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是cd（選填字母）．

Answer 1

分析 （1）①應(yīng)用恒溫恒容條件下的等效平衡知識(shí)來解決；甲、乙是等效平衡，則甲中放出的熱量與乙中吸收的熱量之和為49.0kJ；
②平衡時(shí)能量變化放出29.4kJ，求反應(yīng)消耗的二氧化碳的物質(zhì)的量，然后根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算平均反應(yīng)速率；
（2）a．平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度不變，則平衡常數(shù)始終不變；
b．t₁時(shí)刻CO與二氧化碳物質(zhì)的量相等，t₁時(shí)刻后二者物質(zhì)的量仍然繼續(xù)變化；
c．起始通入n（NO）：n（CO）=1：2，二者反應(yīng)按1：1進(jìn)行，隨反應(yīng)進(jìn)行比例關(guān)系發(fā)生變化，從t₁時(shí)刻起n（CO）：n（NO）不再變化，說明到達(dá)平衡；
d．到達(dá)平衡時(shí)，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變．

解答 解：（1）①應(yīng)用恒溫恒容條件下的乙的投料量極端轉(zhuǎn)化為甲相當(dāng)于投1mol CO₂（g）和3mol H₂（g），所以兩者是等效平衡，所以c₁=c₂，甲、乙是等效平衡，則甲中放出的熱量與乙中吸收的熱量之和為49.0kJ，則a=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ，
故答案為：=；19.6；
②平衡時(shí)能量變化放出29.4kJ，所以反應(yīng)二氧化碳的物質(zhì)的量為$\frac{29.4kJ}{49.0kJ}$=0.6mol，所以，然后求平均反應(yīng)速率v=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.6mol}{2L}}{10s}$=0.03mol/（L•min），
故答案為：0.03；
（2）當(dāng)反應(yīng)前后改變的物理量不變時(shí)，該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，
a中為平衡常數(shù)，平衡常數(shù)與溫度有關(guān)，溫度不變，則平衡常數(shù)始終不變，所以平衡常數(shù)不能判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；
b為物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化，一氧化氮與二氧化碳物質(zhì)的量相等時(shí)，各組分的量仍然繼續(xù)變化，說明沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故b錯(cuò)誤；
c起始通入n（NO）：n（CO）=1：2，二者反應(yīng)按1：1進(jìn)行，隨反應(yīng)進(jìn)行比例關(guān)系發(fā)生變化，從t₁時(shí)刻起n（CO）：n（NO）不再變化，說明到達(dá)平衡，故c正確；
d、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變，說明達(dá)平衡狀態(tài)，故d正確；
故答案為：cd．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算、等效平衡、化學(xué)平衡狀態(tài)判斷等，（1）中關(guān)鍵是對(duì)等效平衡規(guī)律的理解掌握，題目難度中等．