Question

（8分）（1）氢是未来最好的能源选择，制取氢气的成熟的方法有很多，利用甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：
CH₃OH(g) + H₂O(g) CO₂(g) + 3H₂(g)  H(298K)＝+ 49.4 kJ/mol
一定条件下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1 mol CH₃OH(g)和3 mol H₂O(g)，实验测得：达到平衡状态时，吸收热量19.76 kJ。则
①达平衡时混合气体的压强是反应前的      倍。
②该条件下的该反应的平衡常数是            （结果保留两位有效数字）。
③该条件下反应达平衡状态的依据是（填序号）         。

A．v正(CH3OH)＝v正(CO2)	B．混合气体的密度不变
C．c(CH3OH)＝c(H2O)	D．混合气体的总物质的量不变

（2） 甲、乙两容器体积相等，甲容器通入1 mol SO₂和1 mol O₂，乙容器通入1 mol SO₃和0.5 mol O₂，发生反应：2SO₂(g) + O₂ (g)  2SO₃(g) H＜0，甲、乙起始反应温度相同，均和外界无热量交换，平衡时，甲中SO₂的转化率为a，乙中SO₃的分解率为b，则a、b的关系为a+b _______ 1（填“﹤”、“﹥”或“＝”) 。

Answer 1

⑴① 1.2 （2分） ②  0.11 mol²/L²（2分） ③ D （2分） ；⑵﹤（2分）。

解析试题分析：（1）①根据反应方程式可知：若有1mol的甲醇反应，会放出热量49.4 kJ，加入1 mol CH₃OH(g)和3 mol H₂O(g)，反应放出热量是19.76 kJ，则发生反应的甲醇的物质的量是19.76÷49.4=0.4mol.则达到平衡是各种气体的物质的量是甲醇：0.6mol；H₂O(g)：2.6mol; CO₂(g) ：0.4mol, H₂(g) ：1.2mol.平衡混合气体的总物质的量是4.8mol。在恒容的密闭容器内。气体的物质的量的比等于它们的压强之比，因此 达平衡时混合气体的压强是反应前的4.8mol÷4mol=1.2倍。②该条件下的该反应的平衡常数K= mol²/L²；③A.由于CH₃OH和CO₂一个是反应物，一个是生成物，二者的系数相同，所以在任何体积下，都存在v正(CH₃OH)＝v正(CO₂)，故不能作为判断该条件下反应达平衡状态的依据，错误；B．由于反应前后气体的质量不变，体积也不变，所以无论反应是否达到平衡，混合气体的密度都不变，故不能作为判断该条件下反应达平衡状态的依据，错误；C．由于加入的二者的物质的量的比是1:3，发生反应时消耗的物质的量的比是1:1，所以c(CH₃OH)和 c(H₂O)不可能相等，故不能作为判断该条件下反应达平衡状态的依据，错误；D．由于该反应是反应前后气体的物质的量不等，所以混合气体的总物质的量不变，说明反应达到平衡状态，故能作为判断该条件下反应达平衡状态的依据，正确。（2）假如反应是从正反应方向开始的，则两种情况的开始状态相同。甲、乙起始反应温度相同，若与外界有热量交换，平衡时，甲中SO₂的转化率为a，乙中SO₃的分解率为b，则a、b的关系为a+b=1，但是该体系都不与外界进行气体有热量交换，由于升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以平衡时，甲中SO₂的转化率为a，乙中SO₃的分解率为b，则a、b的关系必小于有热量交换的情况，即a+b<1.
考点：考查外界条件对平衡的移动、物质的转化率的影响、平衡状态的判断、物质的转化率、平衡常数的计算的知识。