Question

【题目】能源、环境与生产生活和社会发展密切相关．
（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1 ． 相关数据如表：

容器	甲	乙
反应物投入量	1mol CO2（g）和3mol H2（g）	1mol CH3OH （g）和 1mol H2O（g）
平衡时c（CH3OH）	c1	c2
平衡时能量变化	放出29.4kJ	吸收a kJ

①下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是（填字母）．
a．v（CO2）消耗=v（CH3OH）生成
b．气体的密度不再随时间改变
c．CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变
d．气体的平均相对分子质量不再随时间改变
②其他条件不变，达到平衡后，下列不能提高H2转化率的操作是（填字母）．
a．降低温度b．充入更多的H2c．移除甲醇d．增大容器体积
③c1c2（填“＞”“＜”或“=”），a= ．
④该温度下反应的平衡常数K=；若甲中反应10s时达到平衡，则0～10s内甲中的平均反应速率v（H2）= ．
（2）已知反应：2NO2（红棕色）N2O4（无色）△H＜0．将一定量的NO2充入注射器后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）．下列说法正确的是（填字母）．
A.b点的操作是拉伸注射器
B.d点：v正＜v逆
C.c点与a点相比，c（NO2）增大，c（N2O4）减小
D.若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则Tb＞Tc ．

Answer 1

【答案】
（1）cd； bd；=；19.6； （或2.1）；0.09mol?L﹣1?s﹣1
（2）B
【解析】解：（1）①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H=﹣49.0kJmol﹣1，

a．反应速率之比等于化学方程式计量数之比为正反应速率之比，v（CO2）消耗=v（CH3OH）生成只能说明反应正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；

b．反应前后气体质量不变，体积不变，气体密度始终不变，气体的密度不再随时间改变，故b错误；

c．CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变，说明正逆反应速率相同，故c正确；

d．气体质量不变，气体物质的量减小，气体的平均相对分子质量不再随时间改变，说明反应达到平衡状态，故d正确；

所以答案是：cd；

②a．反应为放热反应，降低温度，平衡正向进行，氢气转化率增大，故a不符合；

b．充入更多的H2 会提高二氧化碳的转化率，氢气转化率减小，故b符合；

c．移除甲醇平衡正向进行，氢气转化率增大，故c不符合；

d．增大容器体积，压强减小，平衡逆向进行，氢气转化率减小，故d符合；

所以答案是：bd；

③应用恒温恒容条件下的乙的投料量极端转化为甲相当于投1mol CO2（g）和3mol H2（g），所以两者是等效平衡，所以c1=c2，甲、乙是等效平衡，则甲中放出的热量与乙中吸收的热量之和为49.0kJ，则a=49.0kJ﹣29.4kJ=19.6kJ，

所以答案是：=；19.6；

④

	CO2（g）+	3H2（g）	CH3OH（g）+	H2O（g）	△H=﹣49.0kJmol﹣1
起始（mol/L）	1	3	0	0	49 kJ
转化（mol/L）	0.6	1.8	0.6	0.6	29.4 kJ
平衡（mol/L）	0.4	1.2	0.6	0.6

平衡浓度c（CO2）=0.2mol/L，c（H2）=0.6mol/L，c（CH3OH）=0.3mol/L，c（H2O）=0.3mol/L

K= = ≈2.1，

甲中反应10s时达到平衡，则0～10s内甲中的平均反应速率v（H2）= =0.09 molL﹣1s﹣1，

所以答案是： （或2.1）；0.09 molL﹣1s﹣1；（2）A、b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，故A错误；

B、c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以v（逆）＞v（正），故B正确；

C、c点是压缩注射器后的情况，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故C错误；

D、b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T（b）＜T（c），故D错误；

所以答案是：B．