Question

甲醇可通过将煤的气化中生成的CO和H₂在一定条件下发生如下反应得：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．请根据图回答下列问题：

（1）从反应开始到平衡，用H₂浓度变化表示平均反应速率v（H₂）=

 

．
（2）该反应的热化学方程式CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=

 

．
（3）在恒温恒容条件下，判断该反应达到化学平衡状态的依据是

 

（填序号）；
A．v_逆（H₂）=2v_正（CH₃OH）       B．v_逆（H₂）=v_正（CO）
C．容器内压强保持不变           D．混合气体的密度保持不变
（4）若在一个体积可变的密闭容器中充入1mol CO、2mol H₂和1mol CH₃OH，达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍，则开始时该反应向

 

（填“正”、“逆”）反应方向进行，理由是

 

．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据图I时，反应中CO浓度的变化，结合速率公式计算，速率之比等对应物质的计量数之比；
（2）根据反应物与生成物的总能量来分析吸热还是放热，并书写热化学反应方程式，得到△H；
（3）正逆反应速率相等，各物质的浓度不发生变化时表示化学反应处于平衡状态；
（4）同温同压下，混合气体的密度与摩尔质量成正比，如果平衡不移动，密度应相等，据此分析．

解答： 解：（1）由图I可知，反应中CO浓度的变化为：1.00-0.25=0.75mol?L^-1，则v（CO）=

△c

t

=

0.75mol?L

10min

=0.075mol/（L?min），所以v（H₂）=2v（CO）=2×0.075mol/（L?min）=0.15mol．L^-1．min^-1，
故答案为：0.15mol．L^-1．min^-1；
（2）反应物的总能量为419kJ，生成物的总能量为510kJ，则该反应为放热反应，放出的热量为419kJ-510kJ=91kJ，热化学方程式为CO（g）+2H₂（g）=CH₃OH（g）△H=-91 kJ/mol，
故答案为：-91 kJ/mol；
（3）A．v_逆（H₂）=2v_逆（CH₃OH）=2v_正（CH₃OH），已达平衡状态，故选；
B．v_逆（H₂）=v_正（CO），不等于计量数之比，故不选；
C．容器内压强保持不变，说明气体物质的量不变，已达平衡状态，故选；
D．混合气体的密度保持不变，从反应开始到平衡一直不变，故不选；
故选AC；
（4）同温同压下，混合气体的密度与摩尔质量成正比，如果平衡不移动，密度应相等，现在密度是原来的1.6倍，所以平衡向气体计量数减小的方向移动，故答案为：正，该反应前后气体总质量不变，同温同压下达平衡时气体密度增大，即气体体积缩小，反应正向进行．

点评：本题为综合性习题，考查影响化学平衡的因素、热化学反应、化学平衡常数、反应速率的计算，图象的分析和利用等知识点，注重对高考热点知识的考查，是较好的习题．