Question

1．在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中，通入2mol CO₂和3mol H₂，發(fā)生的反應為CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-akJ•mol^-1（a＞0），測得CO₂（g）和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．
①能說明該反應已達平衡狀態(tài)的是BC（填編號）．
A．單位時間內(nèi)每消耗1.2mol H₂，同時生成0.4mol H₂O
B．CO₂的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變
C．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化
D．該體系中H₂O與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，且保持不變
②若要使K=1，則改變的條件可以是D（填選項）．
A．增大壓強　 B．減小壓強 　C．升高溫度   D．降低溫度　 E．加入催化劑．

Answer 1

分析 ①可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，反應體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；
②開始c（CO₂）=$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L、c（H₂）=$\frac{3mol}{2L}$=1.5mol/L，
方程式    CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始（mol/L）1           1.5              0                0
反應（mol/L）0.25       0.75           0.25           0.25
平衡（mol/L）0.75      0.75            0.25           0.25
化學平衡常數(shù)K=$\frac{0.25×0.25}{0.75×0.75}$=$\frac{1}{9}$，
化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，要改變化學平衡常數(shù)只能改變溫度．

解答 解：①A．無論反應是否達到平衡狀態(tài)都存在單位時間內(nèi)每消耗1.2mol H₂，同時生成0.4mol H₂O，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
B．CO₂的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
C．反應前后混合氣體的物質(zhì)的量減小，混合氣體質(zhì)量不變，所以反應前后混合氣體平均相對分子質(zhì)量增大，當混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
D．無論反應是否平衡都存在該體系中H₂O與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，且保持不變，所以不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故錯誤；
故選BC；
②開始c（CO₂）=$\frac{2mol}{2L}$=1mol/L、c（H₂）=$\frac{3mol}{2L}$=1.5mol/L，
方程式    CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始（mol/L）1           1.5              0                0
反應（mol/L）0.25       0.75           0.25           0.25
平衡（mol/L）0.75      0.75            0.25           0.25
化學平衡常數(shù)K=$\frac{0.25×0.25}{0.75×0.75}$=$\frac{1}{9}$，
化學平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，要改變化學平衡常數(shù)只能改變溫度，該反應正反應是放熱反應，要使平衡常數(shù)增大應該降低溫度，故選D．

點評 本題以圖象為載體考查化學平衡狀態(tài)判斷及化學平衡常數(shù)影響因素等知識點，側(cè)重考查學生分析判斷能力，只有反應前后改變的物理量才能作為平衡狀態(tài)判斷依據(jù)，注意：化學平衡常數(shù)、電離平衡常數(shù)、水解平衡常數(shù)、難溶物溶解平衡常數(shù)都只與溫度有關(guān)，題目難度不大．