（16分）向一定體積的密閉器中加入2 mol A、0．6 mo1 C和一定量的B三種氣體．一定條件下發(fā)生反應，各物質濃度隨時間變化如圖(Ⅰ)所示，其中t₀～t₁ 階段c(B)未畫出．圖(Ⅱ)為t₂時刻后改變反應條件，化學反應速率隨時間變化的情況，四個階段改變的條件均不相同，每個階段只改變濃度、溫度、壓強、催化劑中的一個條件，其中t₃～t₄階段為使用催化劑．

 請回答下列問題：

(1)若t₁＝15 min，則t₀～t₁階段以C物質的濃度變化表示反應速率為            。

 (2) t₄～t₅階段改變的條件為         ，B的起始物質的量濃度為                       ，各階段平衡時對應的平衡常數如下表所示：

則K₁=              (保留兩位小數)，

K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為                         (用“>”、“<”或“＝”連接)．

 (3) t₅～t₆階段保持容器內溫度不變，若A的物質的量共變化了0.01 mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ，寫出此溫度下該反應的熱化學方程式                    

                                                                             。

 (4)在相同條件下，若起始時容器中加入a mol A、b mol B和c mol C，要達到t₁時刻同樣的平衡，a、b、c要滿足的條件為                          .

【解析】（1）化學反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示。根據圖像I可知在15min內C的濃度變化量是0.6mol/L－0.3mol/L＝0.3mol/L，所以速率為

（2）由圖像Ⅱ可知，在t₄～t₅階段反應速率減小，但平衡不移動，所以改變的條件不可能是溫度和濃度，由于在t₃～t₄階段為使用催化劑，所以該階段只是降低壓強。這說明改變壓強平衡不移動，因此反應前后體積是不變的。根據圖像I可知A是反應物，C是生成物，二者的變化量之比是2︰3，所以要使反應前后體積不變，B只是反應物，及反應的方程式為2A＋B3C。C的濃度增加了0.3mol/L，則B的濃度減少了0.1mol/L，所以B的起始濃度是0.4mol/L＋0.1mol/L＝0.5mol/L。在t₁～t₂階段平衡是ABC的濃度（mol/L）分別為0.8、0.4、0.6，所以平衡常數為。因為平衡常數只與溫度有關，根據圖像可知在t₅～t₆階段，正逆反應速率同時增大，但平衡向正反應方向移動，因為該條件只能是溫度且是升高溫度，所以反應是吸熱反應，因此K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為K₁=K₂=K₃=K₄<K₅。

（3）根據題意科判斷，每消耗0.01molA，反應就吸收能量akJ，所以反應的熱化學方程式為2A_(g)+B_(g)⇋3C_(g)     △H＝＋200kJ/mol。

（4）因為容器容積不變（容器容積是2L），所以要使平衡等效，則起始物質的物質的量是相等的。根據題意可知起始時AB的物質的量分別為2.4mol和1.2mol，則把cmol的C轉化為AB，則AB的物質的量（mol）分別是a＋2c/3、b＋c/3，所以關系式必須滿足a＋2c/3＝2.4、b＋c/3＝1.2.

（12分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應，反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。

①在0～2min內，以H₂表示的平均反應速率為       mol·L^-1·s^-1。

②列式計算300℃時該反應的平衡常數K =                                  。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將        。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態(tài)  D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據反應的特點可知△S小于0，因為反應在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進行，所以根據△G＝△H－T·△S可知反應是放熱反應。

（2）①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，根據圖像可知反應進行到2min時甲醇

的濃度不再發(fā)生變化，平衡時甲醇的物質的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內，以H₂表示的平均反應速率為。

②平衡時氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數為。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 molCH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因為＞4，所以反應向逆反應方向移動。

④壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度，平衡也向正反應方

向移動。充入He，使體系總壓強增大，但物質但濃度沒有變化，所以平衡不移動。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當于增大體系的壓強，平衡向正反應方向移動，所以答案是ABD。

（3）因為反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，但反應速率會加快，所以圖

像為

（16分） 向一定體積的密閉器中加入2 mol A、0．6 mo1 C和一定量的B三種氣體．一定條件下發(fā)生反應，各物質濃度隨時間變化如圖(Ⅰ)所示，其中t₀～t₁ 階段c(B)未畫出．圖(Ⅱ)為t₂時刻后改變反應條件，化學反應速率隨時間變化的情況，四個階段改變的條件均不相同，每個階段只改變濃度、溫度、壓強、催化劑中的一個條件，其中t₃～t₄階段為使用催化劑．

 請回答下列問題：

(1)若t₁＝15 min，則t₀～t₁階段以C物質的濃度變化表示反應速率為             。

 (2) t₄～t₅階段改變的條件為         ，B的起始物質的量濃度為                        ，各階段平衡時對應的平衡常數如下表所示：

則K₁=               (保留兩位小數)，

K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為                          (用“>”、“<”或“＝”連接)．

 (3) t₅～t₆階段保持容器內溫度不變，若A的物質的量共變化了0.01 mol，而此過程中容器與外界的熱交換總量為akJ，寫出此溫度下該反應的熱化學方程式                    

                                                                              。

 (4)在相同條件下，若起始時容器中加入a mol A、b mol B和c mol C，要達到t₁時刻同樣的平衡，a、b、c要滿足的條件為                           .

【解析】（1）化學反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示。根據圖像I可知在15min內C的濃度變化量是0.6mol/L－0.3mol/L＝0.3mol/L，所以速率為

（2）由圖像Ⅱ可知，在t₄～t₅階段反應速率減小，但平衡不移動，所以改變的條件不可能是溫度和濃度，由于在t₃～t₄階段為使用催化劑，所以該階段只是降低壓強。這說明改變壓強平衡不移動，因此反應前后體積是不變的。根據圖像I可知A是反應物，C是生成物，二者的變化量之比是2︰3，所以要使反應前后體積不變，B只是反應物，及反應的方程式為2A＋B3C。C的濃度增加了0.3mol/L，則B的濃度減少了0.1mol/L，所以B的起始濃度是0.4mol/L＋0.1mol/L＝0.5mol/L。在t₁～t₂階段平衡是ABC的濃度（mol/L）分別為0.8、0.4、0.6，所以平衡常數為。因為平衡常數只與溫度有關，根據圖像可知在t₅～t₆階段，正逆反應速率同時增大，但平衡向正反應方向移動，因為該條件只能是溫度且是升高溫度，所以反應是吸熱反應，因此K₁、K₂、K₃、K₄、K₅之間的關系為K₁=K₂=K₃=K₄<K₅。

（3）根據題意科判斷，每消耗0.01molA，反應就吸收能量akJ，所以反應的熱化學方程式為2A_(g)+B_(g)⇋3C_(g)     △H＝＋200kJ/mol。

（4）因為容器容積不變（容器容積是2L），所以要使平衡等效，則起始物質的物質的量是相等的。根據題意可知起始時AB的物質的量分別為2.4mol和1.2mol，則把cmol的C轉化為AB，則AB的物質的量（mol）分別是a＋2c/3、b＋c/3，所以關系式必須滿足a＋2c/3＝2.4、b＋c/3＝1.2.

（12分）能源短缺是人類社會面臨的重大問題。甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景。工業(yè)上合成甲醇的反應為：CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)；ΔH

（1）已知，該反應在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進行，則ΔH    0，△S   0 （填“＜，＞或＝”）。

（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的 CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器發(fā)生反應，反應過程中甲醇的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。

①在0～2min內，以H₂表示的平均反應速率為        mol·L^-1·s^-1 。

②列式計算300℃時該反應的平衡常數K =                                   。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時反應將         。

A．向正方向移動   B．向逆方向移動   C．處于平衡狀態(tài)   D．無法判斷

④下列措施可增加甲醇產率的是         

A．壓縮容器體積                B．將CH₃OH(g)從體系中分離

C．充入He，使體系總壓強增大   D．再充入0.20mol CO和0.58mol H₂

（3）若其它條件不變，使反應在500℃下進行，在圖中作出甲醇的物質的量濃度隨時間的變化的示意圖。

【解析】（1）根據反應的特點可知△S小于0，因為反應在300℃，5MPa條件下能自發(fā)進行，所以根據△G＝△H－T·△S可知反應是放熱反應。

（2）①反應速率通常用單位時間內濃度的變化量來表示，根據圖像可知反應進行到2min時甲醇

的濃度不再發(fā)生變化，平衡時甲醇的物質的量是0.04mol，則消耗氫氣是0.08mol，所以在0～2min

內，以H₂表示的平均反應速率為。

②平衡時氫氣的濃度是，CO的平衡濃度是

,所以該溫度下的平衡常數為。

③300℃時，將0.50mol CO、1.00mol H₂和1.00 mol CH₃OH充入容積為2L的密閉容器中，此時它們的濃度分別為0.25mol/L、0.50mol/L、、0.50mol/L，因為＞4，所以反應向逆反應方向移動。

④壓縮體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動。選項B是降低生成物濃度，平衡也向正反應方

向移動。充入He，使體系總壓強增大，但物質但濃度沒有變化，所以平衡不移動。再充入0.20mol

CO和0.58mol H₂，相當于增大體系的壓強，平衡向正反應方向移動，所以答案是ABD。

（3）因為反應是放熱反應，所以升高溫度平衡向逆反應方向移動，但反應速率會加快，所以圖

像為

（4分）下列反應在210℃時達到平衡：

①PCl₅(g)PCl₃(g)+Cl₂(g)； △H₁>0  K₁=10

②CO(g)+Cl₂(g)COCl₂(g)；△H₁<0  K₂= 5×10³

③PCl₅(g) +CO(g) COCl₂(g) + PCl₃(g)  K₃

   （1）反應③的平衡常數K₃ =          。

     （2）要使反應①和反應②的K數值相等，可采取的措施是          （填序號）。

A．降低反應①、②體系中Cl₂濃度         B．反應①、②選擇不同的催化劑

C．反應①、反應②同時升高溫度            D．降低反應①、反應②的體系壓強

E．反應①降低溫度，反應②維持210℃

【解析】當可逆反應達到平衡狀態(tài)時，生成物濃度的冪之積和反應物濃度的冪之積的比值稱作平衡常數。①＋②即得到③，所以③的平衡常數為10×5×10³= 5×10^4.。反應①是吸熱反應，②是放熱反應，所以要使反應①和反應②的K數值相等，則反應①要向正反應方向移動，反應②要向逆反應方向移動，所以答案是C。