Question

某溫度時(shí)，在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)CO和H₂反應(yīng)生成氣態(tài)物質(zhì)Z，它們的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示．

t/min	CO/mol	H2/mol	Z/mol
0	1.00	1.00	0.00
1	0.90	0.80	0.10
3	0.75	0.50	0.25
5	0.65	0.30	0.35
7	0.55	0.10	0.45
9	0.55	0.10	0.45
10	0.55	0.10	0.45

（1）（根據(jù)上表中數(shù)據(jù)，在圖1中畫出CO、Z的物質(zhì)的量的濃度（c）隨時(shí)間（t）變化的曲線：

（2）體系中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

．
（3）在3-5min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應(yīng)速率：

 

．
（4）圖2表示該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化．曲線a表示不使用催化劑時(shí)反應(yīng)的能量變化，曲線b表示使用催化劑后的能量變化．該反應(yīng)是

 

（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是

 

．
（5）恒容條件下，下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO）增大的有

 

（選填序號(hào)）．
a．升高溫度    b．使用催化劑    C．再充入2mol H₂    d．再充入2mol He．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的量或濃度隨時(shí)間的變化曲線,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，開始CO的物質(zhì)的量為1mol，故CO的起始濃度為

1mol

2L

=0.5mol/L，Z的起始濃度為0，7min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.55mol，故CO的平衡濃度為

0.55mol

2L

=0.275mol/L，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.45mol，故Z的平衡濃度為

0.45mol

2L

=0.225mol/L，據(jù)此作圖；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，7min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.55mol，H₂的物質(zhì)的量為0.1mol，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.45mol，計(jì)算各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化量，根據(jù)物質(zhì)的量變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算各物質(zhì)的量化學(xué)計(jì)量數(shù)，再利用原子守恒判斷Z的分子式，據(jù)此書寫；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知3-5min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量變化量為0.35mol-0.25mol=0.1mol，根據(jù)v=

△n V

△t

計(jì)算v（Z）；
（4）反應(yīng)物能量大于生成物能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)物能量小于生成物能量，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；
（5）恒容條件下，使n（CH₃OH）/n（CO）增大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可以采取的措施有：降低溫度、增大氫氣濃度．

解答： 解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，開始CO的物質(zhì)的量為1mol，故CO的起始濃度為

1mol

2L

=0.5mol/L，Z的起始濃度為0，7min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.55mol，故CO的平衡濃度為

0.55mol

2L

=0.275mol/L，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.45mol，故Z的平衡濃度為

0.45mol

2L

=0.225mol/L，故CO、Z的物質(zhì)的量的濃度（c）隨時(shí)間（t）變化的曲線為：
，
故答案為：；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，7min時(shí)反應(yīng)到達(dá)平衡，平衡時(shí)CO的物質(zhì)的量為0.55mol，故△n（CO）=1mol-0.55mol=0.45mol，H₂的物質(zhì)的量為0.1mol，故n（H₂）=1mol-0.1mol=0.9mol，平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.45mol，故CO、H₂、Z的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為0.45mol：0.9mol：0.45mol=1：2：1，即CO+2H₂=Z，故Z的分子式為CH₄O，結(jié)構(gòu)式為CH₃OH，故該反應(yīng)為CO+2H₂?CH₃OH，
故答案為：CO+2H₂?CH₃OH；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知3-5min時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物Z的物質(zhì)的量變化量為0.35mol-0.25mol=0.1mol，
故v（Z）=

0.1mol 2L

5min-3min

=0.025 mol/（L?min），
故答案為：0.025 mol/（L?min）；
（4）根據(jù)圖象知，反應(yīng)物能量大于生成物能量，則反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H=419kJ/mol-510kJ/mol=-91kJ/mol，
故答案為：放熱；CO（g）+2H₂（g）

△   .

 CH₃OH（g）△H=-91kJ/mol；
（5）a．升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則n（CH₃OH）/n（CO）減小，故錯(cuò)誤；    
b．使用催化劑，不改變平衡移動(dòng)，則 n（CH₃OH）/n（CO）不變，故錯(cuò)誤；   
C．再充入2mol H₂，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，n（CH₃OH）/n（CO）增大，故正確；
d．再充入2mol He，反應(yīng)物和生成物濃度不變，則平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故選c．

點(diǎn)評(píng)：考查反應(yīng)速率計(jì)算、化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、濃度隨時(shí)間變化圖象等，難度中等，注意作圖中起點(diǎn)與平衡點(diǎn)的濃度、到達(dá)平衡的時(shí)間，（5）題d選項(xiàng)中，充入稀有氣體，雖然容器壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物和生成物分壓不變，反應(yīng)物和生成物濃度不變，則該反應(yīng)不移動(dòng)，很多同學(xué)往往認(rèn)為增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)而導(dǎo)致錯(cuò)誤，為易錯(cuò)點(diǎn)．