Question

14．改變溫度，使反應(yīng)CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0  中的所有物質(zhì)都為氣態(tài)．起始溫度體積相同（T₁℃、2L密閉容器）．反應(yīng)過(guò)程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表：

	反應(yīng)時(shí)間	CO2（mol）	H2（mol）	CH3OH（mol）	H2O（mol）
反應(yīng)I 恒溫恒容	0min	2	6	0	0
	10min		4.5
	20min	1
	30min			1
反應(yīng)Ⅱ 絕熱恒容	0min	0	0	2	2

①達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ龋浩胶鈺r(shí)CH₃OH的濃度c（Ⅰ）＜c（Ⅱ） （填“＞”、“＜”或“=”）．
②對(duì)反應(yīng)I，前10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CH₃OH）=0.025mol/（L．min）．若30min時(shí)只向容器中再充入1mol CO₂（g）和1mol H₂O（g），則平衡不移動(dòng)（填“正向”、“逆向”或“不”）．

Answer 1

分析 ①Ⅰ、Ⅱ轉(zhuǎn)化到一邊完全一樣，則恒溫恒容為等效，又I為恒溫，Ⅱ?yàn)榻^熱容器，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡時(shí)溫度比I中低，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
②根據(jù)v=$\frac{△c}{△t}$計(jì)算v（H₂），再根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算v（CH₃OH）；
計(jì)算濃度商Qc，與平衡常數(shù)比較判斷平衡是否移動(dòng)

解答 解：①Ⅰ、Ⅱ轉(zhuǎn)化到一邊完全一樣，則恒溫恒容為等效，又I為恒溫，Ⅱ?yàn)榻^熱容器，反應(yīng)向逆反應(yīng)進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，平衡時(shí)溫度比I中低，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故平衡時(shí)CH₃OH的濃度c（Ⅰ）＜c（Ⅱ）
故答案為：＜；
②v（H₂）=$\frac{\frac{6mol-4.5mol}{2L}}{10min}$=0.075mol/（L．min），速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，v（CH₃OH）=$\frac{1}{3}$v（H₂）=0.025mol/（L．min）；
20min時(shí)，轉(zhuǎn)化的CO₂為2mol-1mol=1mol，則生成的CH₃OH為1mol，而30min時(shí)CH₃OH為1mol，故20min時(shí)到達(dá)平衡，
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
開(kāi)始（mol/L）：2 6 0 0
轉(zhuǎn)化（mol/L）：1 3 1 1
平衡（mol/L）：1 3 1 1
故平衡常數(shù)K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）×c（H{\;}_{2}O）}{c（CO{\;}_{2}）×c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$=$\frac{\frac{1}{2}×\frac{1}{2}}{\frac{1}{2}×（\frac{3}{2}）{\;}^{3}}$=$\frac{4}{27}$，
對(duì)反應(yīng)Ⅰ，若30min時(shí)只向容器中再充入1molCO₂（g）和1molH₂O（g），此時(shí)濃度商Qc=$\frac{\frac{1}{2}×\frac{2}{2}}{\frac{2}{2}×（\frac{3}{2}）{\;}^{3}}$=$\frac{4}{27}$=K，則平衡不移動(dòng)，故答案為：0.025mol/（L．min）；不．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡有關(guān)計(jì)算、平衡影響因素、平衡常數(shù)等，難度中等，注意基礎(chǔ)知識(shí)的積累．