Question

（8分）（1）氫是未來最好的能源選擇，制取氫氣的成熟的方法有很多，利用甲醇可以與水蒸氣反應生成氫氣，反應方程式如下：
CH₃OH(g) + H₂O(g) CO₂(g) + 3H₂(g)  H(298K)＝+ 49.4 kJ/mol
一定條件下，向容積為2L的恒容密閉容器中充入1 mol CH₃OH(g)和3 mol H₂O(g)，實驗測得：達到平衡狀態時，吸收熱量19.76 kJ。則
①達平衡時混合氣體的壓強是反應前的      倍。
②該條件下的該反應的平衡常數是            （結果保留兩位有效數字）。
③該條件下反應達平衡狀態的依據是（填序號）         。

A．v正(CH3OH)＝v正(CO2)	B．混合氣體的密度不變
C．c(CH3OH)＝c(H2O)	D．混合氣體的總物質的量不變

（2） 甲、乙兩容器體積相等，甲容器通入1 mol SO₂和1 mol O₂，乙容器通入1 mol SO₃和0.5 mol O₂，發生反應：2SO₂(g) + O₂ (g)  2SO₃(g) H＜0，甲、乙起始反應溫度相同，均和外界無熱量交換，平衡時，甲中SO₂的轉化率為a，乙中SO₃的分解率為b，則a、b的關系為a+b _______ 1（填“﹤”、“﹥”或“＝”) 。

Answer 1

⑴① 1.2 （2分） ②  0.11 mol²/L²（2分） ③ D （2分） ；⑵﹤（2分）。

解析試題分析：（1）①根據反應方程式可知：若有1mol的甲醇反應，會放出熱量49.4 kJ，加入1 mol CH₃OH(g)和3 mol H₂O(g)，反應放出熱量是19.76 kJ，則發生反應的甲醇的物質的量是19.76÷49.4=0.4mol.則達到平衡是各種氣體的物質的量是甲醇：0.6mol；H₂O(g)：2.6mol; CO₂(g) ：0.4mol, H₂(g) ：1.2mol.平衡混合氣體的總物質的量是4.8mol。在恒容的密閉容器內。氣體的物質的量的比等于它們的壓強之比，因此 達平衡時混合氣體的壓強是反應前的4.8mol÷4mol=1.2倍。②該條件下的該反應的平衡常數K= mol²/L²；③A.由于CH₃OH和CO₂一個是反應物，一個是生成物，二者的系數相同，所以在任何體積下，都存在v正(CH₃OH)＝v正(CO₂)，故不能作為判斷該條件下反應達平衡狀態的依據，錯誤；B．由于反應前后氣體的質量不變，體積也不變，所以無論反應是否達到平衡，混合氣體的密度都不變，故不能作為判斷該條件下反應達平衡狀態的依據，錯誤；C．由于加入的二者的物質的量的比是1:3，發生反應時消耗的物質的量的比是1:1，所以c(CH₃OH)和 c(H₂O)不可能相等，故不能作為判斷該條件下反應達平衡狀態的依據，錯誤；D．由于該反應是反應前后氣體的物質的量不等，所以混合氣體的總物質的量不變，說明反應達到平衡狀態，故能作為判斷該條件下反應達平衡狀態的依據，正確。（2）假如反應是從正反應方向開始的，則兩種情況的開始狀態相同。甲、乙起始反應溫度相同，若與外界有熱量交換，平衡時，甲中SO₂的轉化率為a，乙中SO₃的分解率為b，則a、b的關系為a+b=1，但是該體系都不與外界進行氣體有熱量交換，由于升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，所以平衡時，甲中SO₂的轉化率為a，乙中SO₃的分解率為b，則a、b的關系必小于有熱量交換的情況，即a+b<1.
考點：考查外界條件對平衡的移動、物質的轉化率的影響、平衡狀態的判斷、物質的轉化率、平衡常數的計算的知識。