Question

12．碳的氧化物在工業(yè)上有著廣泛的應(yīng)用，如CO 和H₂可以合成甲醇，CO₂ 和NH₃可以合成尿素．
若在20L的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1：2充入CO和H₂，發(fā)生反應(yīng)：
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）．測得平衡時(shí)CO得轉(zhuǎn)化率隨溫度變化及壓強(qiáng)的變化如圖所示：p₂、195℃時(shí)，n（H₂）隨時(shí)間的變化如表所示：

t/min	0	1	3	5
n（H2）/mol	8	5	4	4

（1）p₂、195℃時(shí)，0～1min內(nèi)，υ（H₂）=0.15mol/（L•min）．
（2）你認(rèn)為p₁＜  p₂；  p₂、195℃時(shí)，B點(diǎn)，υ_正＜υ_逆．（填“＜”“＞”或“=”）
（3）p₂、195℃時(shí)，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為25．

Answer 1

分析 （1）0～1min內(nèi)參加反應(yīng)的氫氣為8mol-5mol=3mol，再根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（H₂）；
（2）正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大；
p₂、195℃時(shí)，A點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，B點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率為0.6，大于平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率，故B點(diǎn)反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行；
（3）CO和H₂起始物質(zhì)的量之比為1：2，開始?xì)錃鉃?mol，則CO起始量為4mol，p₂、195℃時(shí)，A點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，轉(zhuǎn)化的CO為4mol×0.5=2mol，則：
            CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始量（mol）：4       8         0
變化量（mol）：2       4         2
平衡量（mol）：2       4         2
再根據(jù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$計(jì)算平衡常數(shù)．

解答 解：（1）0～1min內(nèi)參加反應(yīng)的氫氣為8mol-5mol=3mol，則v（H₂）=$\frac{\frac{3mol}{20L}}{1min}$=0.15mol/（L．min），
故答案為：0.15；
（2）正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故壓強(qiáng)p₁＜p₂；
p₂、195℃時(shí)，A點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，B點(diǎn)CO的轉(zhuǎn)化率為0.6，大于平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率，故B點(diǎn)反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，則υ_正＜υ_逆，
故答案為：＜；＜；
（3）CO和H₂起始物質(zhì)的量之比為1：2，開始?xì)錃鉃?mol，則CO起始量為4mol，p₂、195℃時(shí)，A點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，轉(zhuǎn)化的CO為4mol×0.5=2mol，則：
           CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）
起始量（mol）：4      8         0
變化量（mol）：2      4         2
平衡量（mol）：2      4         2
容器容積為20mL，則平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）×{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{\frac{2}{20}}{\frac{2}{20}×（\frac{4}{20}）^{2}}$=25，
故答案為：25．

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)平衡計(jì)算與影響因素、反應(yīng)速率、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡圖象等，難度中等，注意對基礎(chǔ)知識的理解掌握．