Question

11．工業(yè)原料甲醇可以與水蒸氣反應生成氫氣，反應方程式如下：CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3h₂（g）；△H＞0．
（1）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH₃OH（g）和3molH₂O（g），20s后，測得混合氣體的壓強是反應前的1.2倍，則用甲醇表示的反應速率為0.01mol/L•s．
（2）判斷（1）中可逆反應達到平衡狀態(tài)的依據是CD（填序號）．
①v_正（CH₃OH）=v_正（CO₂）
②混合氣體的密度不變
③混合氣體的平均相對分子質量不變
④CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的濃度都不再發(fā)生變化．

Answer 1

分析 （1）依據化學平衡三段式列式計算；根據v=$\frac{△C}{△t}$計算；
（2）反應達到平衡的標志是正逆反應速率相同，個組分含量保持不變，及其衍生的關系，變量不變是判斷依據．

解答 解：（1）一定條件下，向體積2L的密閉容器中充入1molCH₃OH（g）和3molH₂O（g），設甲醇反應物質的量為x
           CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g），
起始量（mol） 1        3          0      0
變化量（mol） x        x          x     3x
某時刻量（mol）1-x    3-x         x     3x
20s后，測得混合氣體的壓強是反應前的1.2倍，4+2x=4×1.2
x=0.4mol
甲醇反應速率=$\frac{\frac{0.4mol}{2L}}{20s}$=0.01mol/L•s；
故答案為：0.01mol/L•s；
（2）CH₃OH（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+3H₂（g），該反應的正反應為氣體體積增大的吸熱反應；
A、v_正（CH₃OH）=v_正（CO₂），是正反應速率相同，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；　
B、反應前后氣體質量不變，體積不變，混合氣體的密度始終不變，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C、反應前后氣體物質的量變化，氣體質量不變，混合氣體的平均相對分子質量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故C正確；
D、CH₃OH、H₂O、CO₂、H₂的濃度都不再發(fā)生變化是平衡標志，故D正確．
故答案為：CD．

點評 本題考查學生化學反應速率和化學平衡狀態(tài)判斷的有關知識，屬于綜合知識的考查，掌握基礎是關鍵，難度不大．