题目内容

在两个体积均为1L的恒容容器a和b中模拟一碳化学合成甲醛,合成过程中的原理可表示为CO(g)+H2(g)?HCHO(g),其中容器a中使用催化剂.两容器中CO和H2的物质的量相同,均为1mol.试回答下列问题:
(1)下列关系中能说明上述反应已经达到平衡状态的是
ABD
ABD
(填序号).
A.v正(CO)=v逆(H2)
B.v正(H2)=v逆(HCHO)
C.容器内气体的密度保持不变
D.容器内气体的压强保持不变
(2)在相同条件下,某同学作出了在有催化剂时(a)和无催化剂时(b)速率-时间图象,如图所示.请你对该图象作出正确的评价
该题是错误的,原因是题中给出的是速率-时间图象,由于催化剂能改变反应速率,因此达到平衡状态时两容器中氢气的反应速率不相等
该题是错误的,原因是题中给出的是速率-时间图象,由于催化剂能改变反应速率,因此达到平衡状态时两容器中氢气的反应速率不相等
.
(3)为了在a容器中寻找合成甲醛的适宜温度和压强,某同学设计了两组实验,部分实验条件已经填在实验设计表中.请在空格中填入剩余的实验条件数据.
实验编号 T(℃) n(CO)/n(H2) p(Mpa)
Ⅰ 150
2
3
0.1
Ⅱ
150
150
2
3
2
3
5
Ⅲ 350
2
3
2
3
5
分析:(1)根据化学平衡状态的特征-正逆反应速率相等进行判断;
(2)根据催化剂对反应速率和化学平衡的影响进行判断;
(3)根据“控制变量法”探究外界条件对化学平衡的影响的要求完成.
解答:解:(1)A.v正(CO)=v逆(H2),表明正逆反应速率相等,达到了平衡状态,故A正确;
B.v正(H2)=v逆(HCHO),表示正逆反应速率相等,达到平衡状态,故B正确;
C.容器内气体的密度保持不变,由于容器恒容,反应两边都是气体,气体的质量不变,所以密度始终不变,故C错误;
D.容器内气体的压强保持不变,反应两边气体的气体不相等,所以反应过程中压强是个变化的量,压强不变,说明达到了平衡状态,故D正确;
故选ABD;
(2)根据图象可知,题中给出的是速率-时间图象,由于催化剂能改变反应速率,因此达到平衡状态时两容器中氢气的反应速率不相等,所以该图象是错误的,
故答案为:该题是错误的,原因是题中给出的是速率-时间图象,由于催化剂能改变反应速率,因此达到平衡状态时两容器中氢气的反应速率不相等;
(3)显然该同学通过“控制变量法”探究外界条件对化学平衡的影响,探究的前提是只改变一个条件,而其它条件不变,所以实验Ⅱ温度为150℃,
n(CO)/n(H2)=
2
3
;同样实验Ⅲ中n(CO)/n(H2)=
2
3
,
故答案为:150;
2
3
;
2
3
.
点评:本题考查了化学平衡状态的判断、化学反应速率与化学图象的综合应用,题目难度中等,可以根据化学平衡状态的特征判断是否达到平衡状态,本题(3)稍有难度,需要根据反应条件进行合理分析.
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