Question

【題目】能源、環境與生產生活和社會發展密切相關。

一定溫度下，在兩個容積均為2 L的密閉容器中，分別發生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH = -49.0 kJ·mol-1。相關數據如下：

容器	甲	乙
反應物投入量	1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)	32g CH3OH(g)和18g H2O(g)
平衡時c(CH3OH)	c1	c2
平衡時能量變化	放出29.4 kJ	吸收a kJ

（1）c1____(填“>”、“<”或“=”)c2，a=____。

（2）該反應的平衡常數表達式為K=____；若甲中反應10 s 時達到平衡，則0~10 s內甲中的平均反應速率v(H2)=______。

（3）下列情況能說明該反應一定達到平衡狀態的是____(填字母)。

a. v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成 b. 氣體的密度不再隨時間改變

c. CO2和CH3OH的濃度之比不再隨時間改變 d. 氣體的平均相對分子質量不再隨時間改變

Answer 1

【答案】 = 19.6 0.09 mol·L-1·s-1 cd

【解析】本題主要考查化學平衡的移動。

（1）容器甲、乙建立相同平衡狀態，故c1=c2，a=49.0-29.4=19.6。

（2）該反應的平衡常數表達式為K=；若甲中反應10s時達到平衡，則0~10s內甲中的平均反應速率v(H2)=3mol×29.4/49.0/2.0L/10s=0.09 mol·L-1·s-1。

（3）a. v(CO2)消耗、v(CH3OH)生成都是正反應速率，故a不能說明該反應一定達到平衡狀態；b. 氣體的質量、體積不變，所以氣體的密度一直保持不變，故b不能說明該反應一定達到平衡狀態；c. CO2和CH3OH的濃度之比隨著反應進行而改變，當CO2和CH3OH的濃度之比不再隨時間改變時，說明反應達到平衡狀態，故c能說明該反應一定達到平衡狀態；d. 該反應氣體物質的量有變化，氣體質量守恒，氣體的平均相對分子質量隨著反應進行而改變，當氣體的平均相對分子質量不再隨時間改變時，說明反應達到平衡狀態，故d能說明反應該反應一定達到平衡狀態。故選cd。