Question

8．工業(yè)上有一種用C0₂來(lái)生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ•mol^-1，將6mol CO₂和8mol H₂充入2L的密閉容器中，測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示（實(shí)線）．圖中數(shù)據(jù)a（1，6）表示：在1min時(shí)H₂的物質(zhì)的量是6mol．
（1）a點(diǎn)正反應(yīng)速率大于（填“大于”“等于”或“小于”）逆反應(yīng)速率．
（2）下列時(shí)間段平均反應(yīng)速率最大的是A．
A．O～1min    B．1～3min    C．3～8min    D．8～11min
（3）僅改變某一實(shí)驗(yàn)條件再進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得H₂的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中所示（虛線）．曲線I對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是升高溫度，曲線Ⅱ?qū)��?yīng)的實(shí)驗(yàn)條件改變是增大壓強(qiáng)，體積不變?cè)俪淙?molCO₂和4mol H₂，H₂O（g）的體積分?jǐn)?shù)增大（填“增大”“不變”或“減小”）．
（4）若將1molCO₂和3molH₂充入該容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO₂轉(zhuǎn)化率為a，則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為$\frac{1-a}{2}$．

Answer 1

分析 （1）a點(diǎn)時(shí)還沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，從反應(yīng)物的物質(zhì)的量的變化趨勢(shì)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，依次判斷正逆反應(yīng)速率大��；
（2）根據(jù)曲線的斜率判斷，斜率越大，說(shuō)明在單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的變化率越大，反應(yīng)速率越大，也可分別計(jì)算不同時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率大小來(lái)進(jìn)行比較；
（3）從虛線變化判斷達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量來(lái)分析，曲線I反應(yīng)速率增大，但轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量少，應(yīng)是升高溫度，因該反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，曲線Ⅲ反應(yīng)速率增大，轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量多，平衡正向移動(dòng)，應(yīng)是增大壓強(qiáng)；
（4）結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算，氣體壓強(qiáng)之比等于氣體物質(zhì)的量之比計(jì)算得到．

解答 解：（1）a點(diǎn)時(shí)還沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)物氫氣的物質(zhì)的量繼續(xù)減小，平衡向正向移動(dòng)，所以正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故答案為：大于；
（2）由圖可知，
A.0～1min內(nèi)氫氣的變化量為8mol-6mol=2mol；
 B．1～3min內(nèi)氫氣的變化量為6mol-3mol=3mol，平均1min變化量為1.5mol；
 C．3～8min內(nèi)氫氣的變化量為3mol-2mol=1mol，平均1min變化量為0.2mol；
D．8～11min達(dá)平衡狀態(tài)，氫氣的物質(zhì)的量不再變化．
故1～3min速率增大．
故答案為：A；
（3）曲線I反應(yīng)速率增大，但轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量少，應(yīng)是升高溫度，因該反應(yīng)放熱，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，不利于氫氣的轉(zhuǎn)化，故曲線I是升高溫度；曲線Ⅲ反應(yīng)速率增大，轉(zhuǎn)化的氫氣的物質(zhì)的量多，因增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，故應(yīng)是增大壓強(qiáng)，體積不變?cè)俪淙?molCO₂和4mol H₂，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，則H₂O（g）的體積分?jǐn)?shù)增大，
故答案為：升高溫度；增大壓強(qiáng)；增大；
（4）在T₁度時(shí)，將1molCO₂和3molH₂充入一密閉恒容容器中，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，若CO₂的轉(zhuǎn)化率為a，
             CO₂（g）+3H₂（g）=CH₂OH（g）+H₂O（g）
起始量（mol）  1       3        0         0
變化量（mol）  a       3a       a         a
平衡量（mol） 1-a     3-3a      a         a
容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比=（4-2a）：4=$\frac{1-a}{2}$，
故答案為：$\frac{1-a}{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)反應(yīng)速率、平衡的圖象以及化學(xué)平衡的計(jì)算，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，側(cè)重于學(xué)生的分析、計(jì)算能力的考查，注意把握對(duì)題目圖象的分析．題目較為綜合，具有一定難度．