Question

某溫度時，在2L密閉容器中氣態(tài)物質CO和H₂反應生成氣態(tài)物質Z，它們的物質的量隨時間的變化如下表所示．

t/min	CO/mol	H2/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.10
3	0.75	0.50	0.25
5	0.65	0.30	0.35
7	0.55	0.10	0.45
9	0.55	0.10	0.45
10	0.55	0.10	0.45

（1）（根據上表中數據，在圖1中畫出CO、Z的物質的量的濃度（c）隨時間（t）變化的曲線：

（2）體系中發(fā)生反應的化學方程式是

 

．
（3）在3-5min時間內產物Z的平均反應速率：

 

．
（4）圖2表示該反應進行過程中能量的變化．曲線a表示不使用催化劑時反應的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化．該反應是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應，反應的熱化學方程式是

 

．
（5）恒容條件下，下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO）增大的有

 

（選填序號）．
a．升高溫度    b．使用催化劑    C．再充入2mol H₂    d．再充入2mol He．

Answer 1

考點：物質的量或濃度隨時間的變化曲線,化學平衡的影響因素

專題：化學平衡專題

分析：（1）由表中數據可知，開始CO的物質的量為1mol，故CO的起始濃度為

1mol

2L

=0.5mol/L，Z的起始濃度為0，7min時反應到達平衡，平衡時CO的物質的量為0.55mol，故CO的平衡濃度為

0.55mol

2L

=0.275mol/L，平衡時Z的物質的量為0.45mol，故Z的平衡濃度為

0.45mol

2L

=0.225mol/L，據此作圖；
（2）由表中數據可知，7min時反應到達平衡，平衡時CO的物質的量為0.55mol，H₂的物質的量為0.1mol，平衡時Z的物質的量為0.45mol，計算各物質的物質的量變化量，根據物質的量變化量之比等于化學計量數之比計算各物質的量化學計量數，再利用原子守恒判斷Z的分子式，據此書寫；
（3）由表中數據可知3-5min時間內產物Z的物質的量變化量為0.35mol-0.25mol=0.1mol，根據v=

△n V

△t

計算v（Z）；
（4）反應物能量大于生成物能量，則反應為放熱反應，如果反應物能量小于生成物能量，則反應為吸熱反應；
（5）恒容條件下，使n（CH₃OH）/n（CO）增大，說明平衡向正反應方向移動，可以采取的措施有：降低溫度、增大氫氣濃度．

解答： 解：（1）由表中數據可知，開始CO的物質的量為1mol，故CO的起始濃度為

1mol

2L

=0.5mol/L，Z的起始濃度為0，7min時反應到達平衡，平衡時CO的物質的量為0.55mol，故CO的平衡濃度為

0.55mol

2L

=0.275mol/L，平衡時Z的物質的量為0.45mol，故Z的平衡濃度為

0.45mol

2L

=0.225mol/L，故CO、Z的物質的量的濃度（c）隨時間（t）變化的曲線為：
，
故答案為：；
（2）由表中數據可知，7min時反應到達平衡，平衡時CO的物質的量為0.55mol，故△n（CO）=1mol-0.55mol=0.45mol，H₂的物質的量為0.1mol，故n（H₂）=1mol-0.1mol=0.9mol，平衡時Z的物質的量為0.45mol，故CO、H₂、Z的化學計量數之比為0.45mol：0.9mol：0.45mol=1：2：1，即CO+2H₂=Z，故Z的分子式為CH₄O，結構式為CH₃OH，故該反應為CO+2H₂?CH₃OH，
故答案為：CO+2H₂?CH₃OH；
（3）由表中數據可知3-5min時間內產物Z的物質的量變化量為0.35mol-0.25mol=0.1mol，
故v（Z）=

0.1mol 2L

5min-3min

=0.025 mol/（L?min），
故答案為：0.025 mol/（L?min）；
（4）根據圖象知，反應物能量大于生成物能量，則反應的正反應為放熱反應，△H=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol，
故答案為：放熱；CO（g）+2H₂（g）

△   .

 CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol；
（5）a．升高溫度平衡向逆反應方向移動，則n（CH₃OH）/n（CO）減小，故錯誤；    
b．使用催化劑，不改變平衡移動，則 n（CH₃OH）/n（CO）不變，故錯誤；   
C．再充入2mol H₂，平衡向正反應方向移動，n（CH₃OH）/n（CO）增大，故正確；
d．再充入2mol He，反應物和生成物濃度不變，則平衡不移動，故錯誤；
故選c．

點評：考查反應速率計算、化學平衡有關計算、濃度隨時間變化圖象等，難度中等，注意作圖中起點與平衡點的濃度、到達平衡的時間，（5）題d選項中，充入稀有氣體，雖然容器壓強增大，但反應物和生成物分壓不變，反應物和生成物濃度不變，則該反應不移動，很多同學往往認為增大壓強平衡向正反應方向移動而導致錯誤，為易錯點．