Question

（8分）（1）氫是未來最好的能源選擇，制取氫氣的成熟的方法有很多，利用甲醇可以與水蒸氣反應生成氫氣，反應方程式如下：

CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) H(298K)＝+ 49.4 kJ/mol

一定條件下，向容積為2L的恒容密閉容器中充入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，實驗測得：達到平衡狀態(tài)時，吸收熱量19.76 kJ。則

①達平衡時混合氣體的壓強是反應前的 倍。

②該條件下的該反應的平衡常數(shù)是 （結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

③該條件下反應達平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填序號） 。

A．v正(CH3OH)＝v正(CO2) B．混合氣體的密度不變

C．c(CH3OH)＝c(H2O) D．混合氣體的總物質(zhì)的量不變

（2） 甲、乙兩容器體積相等，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，發(fā)生反應：2SO2(g) + O2 (g) 2SO3(g) H＜0，甲、乙起始反應溫度相同，均和外界無熱量交換，平衡時，甲中SO2的轉(zhuǎn)化率為a，乙中SO3的分解率為b，則a、b的關(guān)系為a+b _______ 1（填“﹤”、“﹥”或“＝”) 。

 

Answer 1

⑴ ① 1.2 （2分） ② 0.11 mol2/L2 （2分） ③ D （2分） ；⑵ ﹤（2分）。

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)反應方程式可知：若有1mol的甲醇反應，會放出熱量49.4 kJ，加入1 mol CH3OH(g)和3 mol H2O(g)，反應放出熱量是19.76 kJ，則發(fā)生反應的甲醇的物質(zhì)的量是19.76÷49.4=0.4mol.則達到平衡是各種氣體的物質(zhì)的量是甲醇：0.6mol；H2O(g)：2.6mol; CO2(g) ：0.4mol, H2(g) ：1.2mol.平衡混合氣體的總物質(zhì)的量是4.8mol。在恒容的密閉容器內(nèi)。氣體的物質(zhì)的量的比等于它們的壓強之比，因此 達平衡時混合氣體的壓強是反應前的4.8mol÷4mol=1.2倍。②該條件下的該反應的平衡常數(shù)K= mol2/L2；③A.由于CH3OH和CO2一個是反應物，一個是生成物，二者的系數(shù)相同，所以在任何體積下，都存在v正(CH3OH)＝v正(CO2)，故不能作為判斷該條件下反應達平衡狀態(tài)的依據(jù)，錯誤；B．由于反應前后氣體的質(zhì)量不變，體積也不變，所以無論反應是否達到平衡，混合氣體的密度都不變，故不能作為判斷該條件下反應達平衡狀態(tài)的依據(jù)，錯誤；C．由于加入的二者的物質(zhì)的量的比是1:3，發(fā)生反應時消耗的物質(zhì)的量的比是1:1，所以c(CH3OH)和 c(H2O)不可能相等，故不能作為判斷該條件下反應達平衡狀態(tài)的依據(jù)，錯誤；D．由于該反應是反應前后氣體的物質(zhì)的量不等，所以混合氣體的總物質(zhì)的量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故能作為判斷該條件下反應達平衡狀態(tài)的依據(jù)，正確。（2）假如反應是從正反應方向開始的，則兩種情況的開始狀態(tài)相同。甲、乙起始反應溫度相同，若與外界有熱量交換，平衡時，甲中SO2的轉(zhuǎn)化率為a，乙中SO3的分解率為b，則a、b的關(guān)系為a+b=1，但是該體系都不與外界進行氣體有熱量交換，由于升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，所以平衡時，甲中SO2的轉(zhuǎn)化率為a，乙中SO3的分解率為b，則a、b的關(guān)系必小于有熱量交換的情況，即a+b<1.

考點：考查外界條件對平衡的移動、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率的影響、平衡狀態(tài)的判斷、物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、平衡常數(shù)的計算的知識。