Question

在兩個體積均為1L的恒容容器a和b中模擬一碳化學合成甲醛，合成過程中的原理可表示為CO（g）+H₂（g）?HCHO（g），其中容器a中使用催化劑．兩容器中CO和H₂的物質的量相同，均為1mol．試回答下列問題：
（1）下列關系中能說明上述反應已經達到平衡狀態的是

ABD

（填序號）．
A．v_正（CO）=v_逆（H₂）
B．v_正（H₂）=v_逆（HCHO）
C．容器內氣體的密度保持不變
D．容器內氣體的壓強保持不變
（2）在相同條件下，某同學作出了在有催化劑時（a）和無催化劑時（b）速率-時間圖象，如圖所示．請你對該圖象作出正確的評價

該題是錯誤的，原因是題中給出的是速率-時間圖象，由于催化劑能改變反應速率，因此達到平衡狀態時兩容器中氫氣的反應速率不相等

．
（3）為了在a容器中尋找合成甲醛的適宜溫度和壓強，某同學設計了兩組實驗，部分實驗條件已經填在實驗設計表中．請在空格中填入剩余的實驗條件數據．

實驗編號	T（℃）	n（CO）/n（H2）	p（Mpa）
Ⅰ	150	2 3	0.1
Ⅱ	150	2 3	5
Ⅲ	350	2 3	5

Answer 1

分析：（1）根據化學平衡狀態的特征-正逆反應速率相等進行判斷；
（2）根據催化劑對反應速率和化學平衡的影響進行判斷；
（3）根據“控制變量法”探究外界條件對化學平衡的影響的要求完成．

解答：解：（1）A．v_正（CO）=v_逆（H₂），表明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態，故A正確；
B．v_正（H₂）=v_逆（HCHO），表示正逆反應速率相等，達到平衡狀態，故B正確；
C．容器內氣體的密度保持不變，由于容器恒容，反應兩邊都是氣體，氣體的質量不變，所以密度始終不變，故C錯誤；
D．容器內氣體的壓強保持不變，反應兩邊氣體的氣體不相等，所以反應過程中壓強是個變化的量，壓強不變，說明達到了平衡狀態，故D正確；
故選ABD；
（2）根據圖象可知，題中給出的是速率-時間圖象，由于催化劑能改變反應速率，因此達到平衡狀態時兩容器中氫氣的反應速率不相等，所以該圖象是錯誤的，
故答案為：該題是錯誤的，原因是題中給出的是速率-時間圖象，由于催化劑能改變反應速率，因此達到平衡狀態時兩容器中氫氣的反應速率不相等；
（3）顯然該同學通過“控制變量法”探究外界條件對化學平衡的影響，探究的前提是只改變一個條件，而其它條件不變，所以實驗Ⅱ溫度為150℃，
n（CO）/n（H₂）=

2

3

；同樣實驗Ⅲ中n（CO）/n（H₂）=

2

3

，
故答案為：150；

2

3

；

2

3

．

點評：本題考查了化學平衡狀態的判斷、化學反應速率與化學圖象的綜合應用，題目難度中等，可以根據化學平衡狀態的特征判斷是否達到平衡狀態，本題（3）稍有難度，需要根據反應條件進行合理分析．