Question

（14分）某溫度時，將0.200mol的A氣體充入2L抽空的密閉容器中，隔一定的時間對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析，得到如下數(shù)據(jù)：

時間（S）濃度	0	20	40	60	80	100
c（A）mol?L-1	0.100	0.070	0.050	c3	a	b
c（B）mol?L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120	0.120

試填空：
（1）該反應的化學方程式為

A（g）=2B（g）

，表中c₂

＞

c₃、a

=

b（填＞、＜、=），若在相同情況下最初向該容器充入的是B氣體，要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，B的起始濃度是

0.2

mol?L^-1．
（2）在體積為l L的密閉容器中，充入lmol CO₂和3mol H₂，測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示．

（I）從反應開始到平衡，甲醇的平均反應速率v（CH₃OH）=

0.075mol?L^-1?min^-1

；
該反應的平衡常數(shù)k=

16

3

．
（II）乙醇是重要的化工產(chǎn)品和液體燃料，同樣可以利用CO₂反應制取乙醇：
2CO₂（g）+6H₂（g）  CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）   25℃時，K=2.95×10¹¹
在一定壓強下，測得反應的實驗數(shù)據(jù)如下表．分析表中數(shù)據(jù)回答下列問題：

	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2.0	60	43	28	15
3.0	83	62	37	22

①溫度升高，K值

減小

（填“增大”、“減小”、或“不變”）．
②提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，K值

不變

（填“增大”、“減小”、或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）反應物濃度降低，生成物濃度增大，由表中數(shù)據(jù)可知A為反應物，B為生成物，根據(jù)20s時A與B的濃度，利用濃度變化量之比等于化學計量數(shù)之比確定化學計量數(shù)，寫出化學方程式；
根據(jù)方程式，結(jié)合40s時A的濃度，計算的c₂值，結(jié)合60s時B的濃度計算出60s時A的濃度c₃，確定c₂ 與c₃的大小關(guān)系；
由表中數(shù)據(jù)可知從60S起，B的濃度不再變化，說明60s起反應達平衡，由此確定a、b的大小關(guān)系；
要達到上述同樣的平衡狀態(tài)，說明為等效平衡，恒溫恒容下，把B按化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化到A，應滿足與原平衡A的濃度相等；
（2）（I）根據(jù)v=

△c

△t

計算v（CH₃OH）；
反應方程式為CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），平衡常數(shù)為產(chǎn)物濃度系數(shù)次冪的乘積與反應物濃度系數(shù)次冪的乘積的比值，k=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?[c(H2)]3

，計算出平衡時各組分的平衡濃度，代入計算；
（II）①采取控制變量法分析，由表可知當為n（H₂）/n（CO₂）為定值時，溫度越高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，平衡向逆反應進行，根據(jù)平衡移動判斷溫度為K值影響；
②平衡常數(shù)k只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)k值不變．

解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知A為反應物，B為生成物，20s時A的濃度變化量為△c（A）=0.100mol/L-0.070mol/L=0.030mol/L；B的濃度為0.06mol/L，濃度變化量之比等于化學計量數(shù)之比，所以方程式為A（g）=2B（g）；
由表中數(shù)據(jù)可知40s時A的濃度變化量為△c（A）=0.100mol/L-0.050mol/L=0.050mol/L，所以此時B的濃度為C₂=2×0.05mol/L=0.1mol/L，60s時B的濃度為0.12mol/L，所以此時△c（A）=

1

2

×0.12mol/L=0.06mol/L，所以C₃=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，所以C₂＞C₃；
由表中數(shù)據(jù)可知從60S起，B的濃度不再變化，說明60s起反應達平衡，平衡后各組分的濃度不再發(fā)生變化，所以a=b；
恒溫恒容下，把B按化學計量數(shù)轉(zhuǎn)化到A，應滿足與原平衡A的濃度相等，所以B的起始濃度為2×0.1mol/L=0.2mol/L．
故答案為：A（g）=2B（g）；C₂＞C₃；a=b；0.2；
（2）（I）由圖可知10min時，反應達平衡狀態(tài)，此時甲醇濃度為0.75mol/L，
所以甲醇的平均反應速率v（CH₃OH）=

0.75mol/L

10min

=0.075 mol?L^-1?min^-1，
                  CO₂（g）+3H₂（g）

一定條件

 CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始（mol/L）：1        3                 0        0
變化（mol/L）：0.75     2.25              0.75     0.75
平衡（mol/L）：0.25     0.75              0.75     0.75
所以k=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?[c(H2)]3

=

0.75×0.75

0.25×(0.75)3

=

16

3

，
故答案為：0.075 mol?L^-1?min^-1；

16

3

；
（II）①由表可知當為n（H₂）/n（CO₂）為定值時，溫度越高二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，平衡向逆反應進行，K值減小，故答案為：減��；
②平衡常數(shù)k只受溫度影響，溫度不變平衡常數(shù)k值不變，故答案為：不變．

點評：本題以圖表為載體考查平衡計算、平衡常數(shù)、外界條件對平衡移動影響等及讀圖提取信息的能力，難度中等，關(guān)鍵在于讀懂圖表，運用知識解決問題，有利于學生的分析等能力的培養(yǎng)．