Question

【題目】（1）甲醇是可再生能源，具有開發應用的廣闊前景，回答下列問題：

一定溫度下，在一恒容的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

①下列情形不能說明該反應已達到平衡狀態的是________（填序號）．

A．每消耗1mol CO的同時生成2molH2 B．混合氣體總物質的量不變

C．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化 D．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等

②CO的平衡轉化率（α）與溫度、壓強的關系如圖所示．A、B兩點的平衡常數K（A）________K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）．

（2）已知25℃合成氨反應中，1mol N2完全轉化為NH3時釋放的能量為92.4 kJ。現將1mol N2和3mol H2混合置于2L密閉容器中，反應進行到2s末測得NH3為0.4mol。回答下列問題：

① 該反應的熱化學方程式是________ ；

② 該反應達到平衡后，升高溫度平衡向________ （填“正反應方向”、“逆反應方向”）移動；加入催化劑平衡________（填“正”、“逆”、 “不”）移動；

③ 前2s內v（H2）是________。

Answer 1

【答案】D = N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H=﹣92.4kJ/mol 逆 不 0.15 mol/（Ls）

【解析】

根據化學平衡的本質和特征判斷是否達到平衡狀態；根據勒夏特列原理分析平衡移動的方向。

（1）①A.每消耗1molCO的同時生成2molH2，能證明正逆反應速率是相等的，能說明該反應已達到平衡狀態，故A錯誤；
B.該反應是一個前后氣體系數和變化的反應，當混合氣體總物質的量不變，能說明達到化學平衡狀態，故B錯誤；
C．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化，是化學平衡狀態的特征，故C錯誤；

D．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等，都表示正反應方向速率，不能證明正逆反應速率是相等的，此時不一定達到化學平衡，故D正確；

②平衡常數只和溫度有關，從圖中信息可得，A和B點溫度相同，故平衡常數相等，所以K（A）=K（B），
故答案為：=；

（2）①書寫熱化學方程式時，反應熱與反應物的物質的量成比例，且要標注物質的聚集狀態，由于1molN2完全轉化為NH3時釋放的能量為92.4kJ，故熱化學方程式為：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，故答案為：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；
②由于此反應為放熱反應，故升高溫度，平衡向著吸熱反應方向移動即向逆反應方向移動；使用催化劑，平衡不移動，故答案為：逆，不；
③由于反應進行到2s末測得NH3為0.4mol，故v（NH3）=c(NH3)/ △t=(0.4mol/2L)/2s==0.1mol/（Ls），而一個反應中各物質的反應速率之比等于計量數之比，故有： v（H2）=3/2 v（NH3）=0.15mol/（Ls），故答案為：0.15mol/（Ls）。