题目内容
（2011?闵行区二模）固定和利用CO2，能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体．工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）+49.0kJ
某科学实验将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）：
回答下列问题：
（1）图中a点时，正反应速率
大于
大于
（填“大于”、“等于”或“小于”）逆反应速率．（2）由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是
a
a
（填答案编号）．a．0～1min b．1～3min c．3～8min d．8～11min
（3）该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是
0.125
0.125
mol/（L?min）．（4）该反应的平衡常数表达式为：K=
| [CH3OH]?[H2O] |
| [CO2]?[H2]3 |
| [CH3OH]?[H2O] |
| [CO2]?[H2]3 |
（5）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是
升高温度
升高温度
，曲线Ⅱ改变的条件可能是增大压强
增大压强
．若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是
K1＜K2=K
K1＜K2=K
．（6）下列表述能表示该反应已达平衡的是
a、c
a、c
（填答案编号）．a．容器内压强不再改变 b．容器内气体的密度不再改变
c．容器内气体平均摩尔质量不再改变 d．容器内各物质的物质的量相等．
分析：（1）当平衡向正反应方向移动时，正反应速率大于逆反应速率；
（2）根据v=
判断反应速率大小；
（3）先计算氢气的反应速率，再根据氢气和二氧化碳的关系式计算CO2的平均反应速率；
（4）化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比；
（5）升高温度和增大压强都能增大反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但升高温度平衡向吸热反应方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，平衡常数只与温度有关，该反应中温度越高，平衡常数越小；
（6）当达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不发生变化．
（2）根据v=
| ||
| △t |
（3）先计算氢气的反应速率，再根据氢气和二氧化碳的关系式计算CO2的平均反应速率；
（4）化学平衡常数等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积之比；
（5）升高温度和增大压强都能增大反应速率，缩短反应到达平衡的时间，但升高温度平衡向吸热反应方向移动，增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，平衡常数只与温度有关，该反应中温度越高，平衡常数越小；
（6）当达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不变，由此衍生的一些物理量也不发生变化．
解答：解：（1）该反应未达到平衡状态时，平衡向正反应方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：大于；
（2）根据图象知，a．0～1min内氢气的平均反应速率v=
=
mol/（L?min）=1mol/（L?min）．
b．1～3min内氢气的平均反应速率v=
=
mol/（L?min）=0.75mol/（L．min），
c．3～8min内氢气的平均反应速率v=
=
mol/（L?min）=0.1mol/（L．min），
d．8～11min时该反应处于平衡状态，氢气的物质的量变化量为0，
所以反应速率最大的是a，故选a；
（3）0～8min内氢气的平均反应速率v=
=
mol/（L?min）=0.375mol/（L?min），该反应中，同一时间段内二氧化碳的平均反应速率是氢气的
，所以二氧化碳的平均反应速率是0.125mol/（L?min），故答案为：0.125mol/（L?min）；
（4）该反应的平衡表达式为：K=
，故答案为：
；
（5）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，改变条件I，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量大于原平衡状态，说明改变条件I平衡向逆反应方向移动，所以该条件是升高温度；
改变条件II，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量小于原平衡状态，说明平衡向正反应方向移动，则该条件是增大压强，
升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，且平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以K1＜K2=K，故答案为：K，故答案为：升高温度；增大压强；K1＜K2=K；
（6）a．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当容器内压强不再改变时，该反应达到平衡状态，故正确；
b．该容器的容积不变，气体的质量不变，所以容器内气体的密度始终不变，所以不能判断反应达到平衡状态，故错误；c．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当该反应达到平衡状态时，容器内气体平均摩尔质量不再改变，故正确；
d．当容器内各物质的物质的量相等时该反应不一定达到平衡状态，这与反应物的物质的量及转化率有关，故错误；
故选a、c．
（2）根据图象知，a．0～1min内氢气的平均反应速率v=
| ||
| △t |
| ||
| 1 |
b．1～3min内氢气的平均反应速率v=
| ||
| △t |
| ||
| 2 |
c．3～8min内氢气的平均反应速率v=
| ||
| △t |
| ||
| 5 |
d．8～11min时该反应处于平衡状态，氢气的物质的量变化量为0，
所以反应速率最大的是a，故选a；
（3）0～8min内氢气的平均反应速率v=
| ||
| △t |
| ||
| 8 |
| 1 |
| 3 |
（4）该反应的平衡表达式为：K=
| [CH3OH]?[H2O] |
| [CO2]?[H2]3 |
| [CH3OH]?[H2O] |
| [CO2]?[H2]3 |
（5）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，改变条件I，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量大于原平衡状态，说明改变条件I平衡向逆反应方向移动，所以该条件是升高温度；
改变条件II，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量小于原平衡状态，说明平衡向正反应方向移动，则该条件是增大压强，
升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，且平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以K1＜K2=K，故答案为：K，故答案为：升高温度；增大压强；K1＜K2=K；
（6）a．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当容器内压强不再改变时，该反应达到平衡状态，故正确；
b．该容器的容积不变，气体的质量不变，所以容器内气体的密度始终不变，所以不能判断反应达到平衡状态，故错误；c．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当该反应达到平衡状态时，容器内气体平均摩尔质量不再改变，故正确；
d．当容器内各物质的物质的量相等时该反应不一定达到平衡状态，这与反应物的物质的量及转化率有关，故错误；
故选a、c．
点评：此题考查化学反应速率或平衡的图象和热化学反应方程式，考查计算反应速率的大小及化学平衡状态的判断，注意把握对题目图象的分析，题目较为综合，具有一定难度．
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