Question

能源是人類生存和發(fā)展的重要支柱，碳元素的單質及化合物是人類生產生活的主要能源物質．
（1）有機物M經過太陽光光照可轉化為N，轉化過程如下：

 則M、N相比，較穩(wěn)定的是

 

．
（2）CO可用于合成燃料甲醇．在有催化劑存在的10L恒容密閉容器中充入2mol CO和4mol H₂，發(fā)生如下反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）．
測得CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示：
①判斷上述反應達到平衡狀態(tài)的依據是

 

（填字母編號）．
A．CH₃OH的生成速率與CO的消耗速率相等
B．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化
C．混合氣體的密度不變
D．混合氣體的相對平均分子質量不變
②下列措施中，能使上述平衡體系中

n(CH3OH)

n(CO)

的值增大的是

 

（填字母編號）．
A．降低溫度     B．充入He（g），使體系壓強增大     C．再充入1mol CO和2mol H₂
③100℃時反應在5min末達到平衡，則從反應開始至達平衡，v（H₂）=

 

 mol/（L?min）；該溫度下反應的平衡常數(shù)K=

 

．

Answer 1

考點：用化學平衡常數(shù)進行計算,化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）依據物質能量越高越活潑分析判斷；
（2）①反應到達平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各物質的濃度、百分含量不變，可以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進行判斷，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
②A．反應是放熱反應，降低溫度平衡正向進行；    
B．充入He（g），使體系壓強增大，總壓增大，分壓不變，平衡不變；     
C．再充入1mol CO和2mol H₂ ，相當于增大壓強平衡正向進行；
③依據化學平衡三段式列式計算，反應速率=

△c

△t

，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積得到；

解答： 解：（1）有機物M經過太陽光光照可轉化為N的關系是吸收能量，則N能量高，比M活潑，較穩(wěn)定的化合物為M；
故答案為：M；    
（2）①CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），依據圖象分析可知，隨溫度升高，一氧化碳轉化率減小，說明平衡逆向進行，則正反應是放熱反應；同溫度下壓強越大平衡正向進行；
A．CH₃OH的生成速率與CO的消耗速率相等，證明反應正向進行，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化是化學平衡的標志，故B正確；
C．容器的體積不變，混合氣體的質量不變，混合氣體的密度始終不變，混合氣體密度不變，不能說明到達平衡，故C錯誤；
D．混合氣體的質量不變，混合氣體的物質的量減小，隨反應進行平均相對分子質量增大，混合氣體的平均相對分子質量不變，說明反應達到平衡狀態(tài)，故D正確；
故選BD；   
②A．反應是放熱反應，降低溫度平衡正向進行，比值增大，故A正確；    
B．充入He（g），使體系壓強增大，總壓增大，分壓不變，平衡不變，故B錯誤；     
C．再充入1mol CO和2mol H₂ ，相當于增大壓強平衡正向進行，比值增大，故C正確；
故答案為：AC；
③在有催化劑存在的10L恒容密閉容器中充入2mol CO和4mol H₂，100℃時反應在5min末達到平衡，一氧化碳轉化率為50%，反應的一氧化碳物質的量濃度為0.2×50%=0.1mol/L，發(fā)生如下反應，依據化學平衡三段式列式計算：
                 CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
起始量（mol/L）   0.2     0.4         0    
變化量（mol/L）   0.1     0.2         0.1  
平衡量（mol/L）   0.1     0.2        0.1
則從反應開始至達平衡，v（H₂）=

0.2mol/L

5min

=0.04mol/L?min；
平衡常數(shù)K=

0.1

0.1×0．22

=25；
故答案為：0.04，25．

點評：本題考查了化學平衡、平衡圖象的理解應用，化學平衡影響因素分析判斷，平衡常數(shù)和反應速率概念的計算，掌握平衡移動原理和基礎是關鍵，題目難度中等．