Question

【題目】研究化學(xué)反應(yīng)時，既要考慮物質(zhì)變化與能量變化，也要關(guān)注反應(yīng)的快慢與限度。回答下列問題:

(1)某溫度時，在2 L容器中A、B兩種物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)中，A、B物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析得：(A、B均為氣體)

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________；

②反應(yīng)開始至4 min時，B的平均反應(yīng)速率為________ ；

③4 min時，反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)，8 min時，v(正)________v(逆)(填“＞”、“＜”或“＝”)。

(2)固定和利用CO2能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上有一種用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。某科學(xué)實驗將6molCO2和8molH2充入2L的密閉容器中，測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖曲線Ⅱ所示。a，b，c，d，e括號內(nèi)數(shù)據(jù)表示坐標(biāo)．

①a—b，b—c，c—d，d—e四段中，平均反應(yīng)速率最大的時間段是___________ ，該時間段內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是________。

②若在反應(yīng)中加入了催化劑，則反應(yīng)過程將變?yōu)閳D中的曲線_____ (填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

③平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是_________；反應(yīng)前后容器內(nèi)的壓強比是__________。

Answer 1

【答案】2A(g)B(g) 0.025mol/(Lmin) 否 ＝ a—b 1/3mol/(L min) Ⅰ 33% 7:5

【解析】

根據(jù)圖像數(shù)據(jù)及反應(yīng)方程式計算反應(yīng)速率；根據(jù)圖像數(shù)據(jù)分析是否達(dá)到平衡狀態(tài)及進(jìn)行轉(zhuǎn)化率的相關(guān)計算。

(1)①由圖像知相同時間內(nèi)，A物質(zhì)的量減少0.6mol，B物質(zhì)的量增加0.3mol，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)B(g)；

②根據(jù)圖中的比例關(guān)系可知，反應(yīng)開始至4 min時，n(B)=0.4mol，則v(B)= ；

③由圖示知4 min時，反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量還在變化，所以反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)；8 min時，反應(yīng)物和生成物物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以v(正)=v(逆)；

(2)①如圖所示，剛開始時，反應(yīng)物的濃度大，所以平均反應(yīng)速率最大的時間段是a—b；v(H2)=，則v(CO2)=1/3v(H2)=1/3×1mol/(L min)=1/3mol/(L min)；

②反應(yīng)中加入了催化劑，則反應(yīng)速率加快，到達(dá)平衡所用的時間減少，但平衡狀態(tài)相同，反應(yīng)過程將變?yōu)閳D中的曲線Ⅰ；

③如圖所示平衡時n(H2)=2mol，則反應(yīng)消耗的氫氣為 8mol-2mol=6mol，消耗的二氧化碳為 6mol×1/3=2mol，則平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是=33%；平衡時生成的 CH3OH、H2O物質(zhì)的量分別為：6mol×1/3=2mol，則反應(yīng)前后容器內(nèi)的壓強比等于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量之比：7:5，故答案為：a—b；1/3mol/(L min)；Ⅰ；33%；7:5。