Question

【題目】（1）在一定溫度下的2 L固定容積的密閉容器中，通入2 mol CO2和3 mol H2，發生的反應為CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g） ΔH=-akJ·mol-1（a>0），測得CO2（g）和CH3OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

①能說明該反應已達平衡狀態的是_____________（填編號）。

A．單位時間內每消耗1.2 mol H2，同時生成0.4 mol H2O

B．CO2的體積分數在混合氣體中保持不變

C．混合氣體的平均相對分子質量不隨時間的變化而變化

D．該體系中H2O與CH3OH的物質的量濃度之比為1∶1，且保持不變

②若要使K=1，則改變的條件可以是_____________（填選項）。

A增大壓強 B減小壓強 C升高溫度 D降低溫度 E加入催化劑

（2）有一種用CO2生產甲醇燃料的方法。已知：

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l） ΔH=-akJ·mol-1；

CH3OH（g）=CH3OH（l） ΔH=-bkJ·mol-1；

2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH=-ckJ·mol-1；

則表示CH3OH（l）燃燒熱的熱化學方程式為 。

（3）在恒容絕熱（不與外界交換能量）條件下進行2A（g）+B（g）3C（g）+2D（s）反應，按下表數據投料，反應達到平衡狀態，測得體系壓強升高。

物質	A	B	C	D
起始投料/mol	2	1	3	0

該反應的平衡常數表達式為K=__________。升高溫度，平衡常數將__________（填“增大”“減小”或“不變”）。

（4）為研究不同條件對反應span>2NO（g）+Cl2（g）2ClNO（g） ΔH＜0的影響，在恒溫下，向2 L恒容密閉容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl2，10 min時反應達到平衡，測得NO的轉化率為α1；其他條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，達到平衡時NO的轉化率為α2，則α1________α2（填“大于”“小于”或“等于”）。

Answer 1

【答案】

（1）①BC；②D；

（2）CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+3H2O（l）ΔH=-（3/2c-a-b）kJ·mol-1；

（3）K=c3（C）/〔c2（A）·c（B）〕；減小；（4）小于；

【解析】

試題分析：①未平衡時是個變量，現在不變說明已經達到平衡狀態了。A．單位時間內每消耗1.2mol H2，向正方向，同時生成0.4mol H2O，也向正方向，不能反映正逆反應之間的關系，故A錯誤；B．未平衡CO2的體積分數是個變化的量，現在混合氣體CO2的體積分數保持不變，說明已經平衡了，故B正確；C．未平衡時混合氣體的平均相對分子質量是個變化的量，現在不隨時間的變化而變化，說明已經達平衡狀態，故C正確；D．反應中H2O與CH3OH的物質的量濃度之比為1：1，且保持不變，不能說明各自的量不再隨時間的變化而變化，故C錯誤；故選BC；

② CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

初始（mol/L） 1 1.5 0 0

變化（mol/L） 0.25 0.75 0.25 0.25

平衡（mol/L） 0.75 0.75 0.25 0.25

所以 K==0.20，而平衡常數是溫度的函數，只有通過改變溫度來改變平衡常數，正反應量放熱反應，降低溫度，K值變大，變化為1，故答案為：D；

（2）①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l） ΔH=-akJ·mol-1；

②CH3OH（g）=CH3OH（l） ΔH=-bkJ·mol-1；

③2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH=-ckJ·mol-1；

根據蓋斯定律，將×③-①-②得：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+3H2O（l）

ΔH=△H3-△H1-△H2=-（c-a-b）kJ·mol-1，故答案為：

CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+3H2O（l）ΔH=△H3-△H1-△H2=-（c-a-b）kJ·mol-1；

（3）D為固體，該反應的平衡常數表達式為K=；恒容壓強與溫度及其氣體物質的量成正比，又由起始D的物質的量為0可知，反應2A（g）+B（g） 3C（g）+2D（s），向正反應進行建立平衡，而氣體物質的量不變，但壓強增大，則說明該反應為放熱反應，溫度升高導致氣體的壓強增大。由①的分析得出該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，故答案為：；減小；

（4）正反應為氣體物質的量減小的反應，恒溫恒容下條件下，到達平衡時壓強比起始壓強小，其他條件保持不變，反應在恒壓條件下進行，等效為在恒溫恒容下的平衡基礎上增大壓強，平衡正向移動，NO轉化率增大，故轉化率α2＞α1；故答案為：小于。