Question

【題目】目前工業(yè)上有一種方法是用生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng)，如圖表示該反應(yīng)過程中能量（單位kJ）的變化。

（1）已知拆開或形成化學(xué)鍵所吸收或放出的能量叫做該化學(xué)鍵的鍵能，單位。根據(jù)表中的鍵能表示出圖中的反應(yīng)生成時(shí)____________________（填“吸收”或“放出”）_____________________kJ熱量。

化學(xué)鍵
鍵能（）	a	b	c	d	e

（2）在一固定容積的恒溫密閉容器內(nèi)進(jìn)行上述反應(yīng)，下列能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_________（填序號(hào)）。

A

B 容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變

C 、、、四種氣體物質(zhì)的量濃度之比等于

D 容器內(nèi)氣體密度保持不變

E 鍵斷裂的同時(shí)鍵斷裂

（3）在體積為的密閉容器中，充入和，測(cè)得和的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率____________________。容器內(nèi)平衡時(shí)與起始時(shí)的壓強(qiáng)之比為____________________。

Answer 1

【答案】放出 2(-2a-3b+3c+d+2e) BE 5:8

【解析】

反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物的鍵能總和之差。根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。根據(jù)阿伏加德定律可知，在同溫同體積條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比。

（1）由圖中信息可知，發(fā)生的反應(yīng)為CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，該反應(yīng)的反應(yīng)物的總能量高于生成物的。根據(jù)表中的鍵能數(shù)據(jù)可以求出該反應(yīng)的H=(2a+3b-3c-d-2e)= -(-2a-3b+3c+d+2e)，因此，生成時(shí)放出2(-2a-3b+3c+d+2e)kJ熱量。

（2）A．說明正反應(yīng)速率不等于逆反應(yīng)速率，說明該反應(yīng)未達(dá)平衡；

B．反應(yīng)前后的氣體的分子數(shù)不同，故在反應(yīng)過程中容器內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)保持不變時(shí)，表明各組分的濃度保持不變，可以說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

C． 、、、四種氣體物質(zhì)的量濃度之比等于，不能說明其濃度之比保持這個(gè)比值不變，即不能說明各組分的濃度保持不變，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)；

D． 反應(yīng)過程中氣體的總體積不變，氣體的總質(zhì)量也不變，故容器內(nèi)氣體密度始終保持不變，因此，容器內(nèi)氣體密度保持不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；

E． 鍵斷裂的同時(shí)鍵斷裂可以說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。

綜上所述，能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BE。

（3）在體積為的密閉容器中，充入和，測(cè)得和的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。從反應(yīng)開始到平衡，用氫氣濃度變化表示的平均反應(yīng)速率3v(CO2)=3。容器內(nèi)平衡時(shí)與起始時(shí)的壓強(qiáng)之比等于氣體的總物質(zhì)的量之比，起始時(shí)氣體的總物質(zhì)的量4mol，平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為(0.25+0.253+0.752)mol=2.5mol，所以，容器內(nèi)平衡時(shí)與起始時(shí)的壓強(qiáng)之比為2.5:4=5:8。