Question

工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H

（1）根據圖1請寫出合成甲醇的熱化學方程式

 

（△H用E₁、E₂或E₃表示）．
（2）該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如上圖2．t₁時改變了某種條件，改變的條件可能是

 

．
（3）判斷反應達到平衡狀態(tài)的依據是

 

（填字母序號）．
A．2v_逆（H₂）=v_正（CO）               B．混合氣體的密度不變
C．混合氣體的平均相對分子質量不變      D．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化
E．容器內CO、H₂、CH₃OH的濃度之比為1：2：1．

Answer 1

考點：反應熱和焓變,化學反應速率的影響因素,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）圖象分析反應是放熱反應，反應的焓變=斷裂化學鍵吸收的能量-形成化學鍵放出的熱量，標注物質的聚集狀態(tài)和對應反應的焓變寫出；
（2）圖象分析可知是逆反應速率增大，反應是否達到平衡不知，所以增大逆反應速率的因素均符合；
（3）可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等（同種物質）或正逆反應速率之比等于系數(shù)之比（不同物質），平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析．

解答： 解：（1）圖象分析反應是放熱反應，反應的焓變=斷裂化學鍵吸收的能量-形成化學鍵放出的熱量=E₁-E₃，標注物質的聚集狀態(tài)和對應反應的焓變寫出熱化學方程式為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=（E₁-E₃）或-（E₃-E₁）kJ?mol^-1 ，
故答案為：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=（E₁-E₃）或-（E₃-E₁）kJ?mol^-1 ；
（2）圖象分析可知是逆反應速率增大，反應是否達到平衡不知，所以增大逆反應速率的因素均符合，如加壓、等倍增加反應物和生成物、增加甲醇濃度、升高溫度、使用催化劑等，
故答案為：加壓、等倍增加反應物和生成物、增加甲醇濃度、升高溫度、使用催化劑等；
（3）判斷反應達到平衡狀態(tài)的依據正逆反應速率相等，平衡時各種物質的物質的量、濃度等不再發(fā)生變化；
A．v_逆（H₂）=2v_正（CO），說明正逆反應速率相同，2v_逆（H₂）=v_正（CO）不能說明正逆反應速率相同，故A錯誤；
B．混合物的質量始終不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據，故B錯誤；
C．反應前后，混合氣體的物質的量改變，氣體的質量不變，反應達到平衡狀態(tài)時，混合氣體的相對平均分子質量不變，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據，故C正確；
D．反應達到平衡狀態(tài)時，CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據，故D正確；
E．容器內CO、H₂、CH₃OH的濃度之比為1：2：1，和起始量，變化量有關，不能作為平衡的標志，故E錯誤；
故選CD．

點評：本題考查了影響化學平衡移動的因素、平衡狀態(tài)的判斷等知識點，熱化學方程式書寫與圖象分析方法是解題關鍵，題目難度中等．