Question

6．二氧化碳是引起“溫室效應”的主要物質(zhì)，節(jié)能減排，高效利用能源，能夠減少二氧化碳的排放．在一定溫度下的2L固定容積的密閉容器中，通入2molCO₂和3mol H₂，發(fā)生的反應為：CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g），△H=-a kJ•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AB（填編號）
A．CO₂的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變
B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間的變化而變化
C．單位時間內(nèi)每消耗1.2mol H₂，同時生成0.4molH₂O
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計算該溫度下此反應的平衡常數(shù)K=0.20．（保留兩位有效數(shù)字）．若改變條件C（填選項），可使K=1．
A．增大壓強    B．增大反應物濃度    C．降低溫度     D．升高溫度    E．加入催化劑．

Answer 1

分析 ①平衡狀態(tài)的標志可以兩個方兩去判斷，一、是看正逆反應速是否相等，二是各組分的濃度和分數(shù)是否隨時間的改變而改變；也可以抓住未平衡時是個變量，現(xiàn)在不變說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài)了，來解決問題；
②用三行式來求平衡時的各組分濃度，然后代入平衡常數(shù)表達式求解，要注意代入平衡常數(shù)表達式是平衡濃度，平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，溫度變平衡常數(shù)才變，到底如何變，還要看反應的熱效應；

解答 解：①未平衡時是個變量，現(xiàn)在不變說明已經(jīng)達到平衡狀態(tài)了，
A．未平衡CO₂的體積分數(shù)是個變化的量，現(xiàn)在混合氣體CO₂的體積分數(shù)保持不變，說明已經(jīng)平衡了，故A正確；
B．未平衡時混合氣體的平均相對分子質(zhì)量是個變化的量，現(xiàn)在不隨時間的變化而變化，說明已經(jīng)達平衡狀態(tài)，故B正確；
C．單位時間內(nèi)每消耗1.2mol H₂，向正方向，同時生成0.4mol H₂O，也向正方向，不能反映正逆反應之間的關系，故C錯誤；
D．反應中H₂O與CH₃OH的物質(zhì)的量濃度之比為1：1，且保持不變，不能說明各自的量不再隨時間的變化而變化，故C錯誤；
故選AB，
故答案為：AB；
②CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
初始（mol/L） 1        1.5        0        0
變化（mol/L） 0.25     0.75      0.25    0.25
平衡（mol/L） 0.75     0.75     0.25     0.25
所以 K=$\frac{0.25×0.25}{0.75×0.7{5}^{3}}$=0.20，
而平衡常數(shù)是溫度的函數(shù)，只有通過改變溫度來改變平衡常數(shù)，正反應量放熱反應，降低溫度，K值變大，變化為1，
故答案為：0.20；C；

點評 本題考查了化學平衡的有關知識，學生要學會三行式在解題中的應用，綜合性強，主要是平衡移動原理的分析，題目難度中等．