Question

（14分）某温度时，将0.200mol的A气体充入2L抽空的密闭容器中，隔一定的时间对该容器内的物质进行分析，得到如下数据：

时间（S）浓度	0	20	40	60	80	100
c（A）mol?L-1	0.100	0.070	0.050	c3	a	b
c（B）mol?L-1	0.000	0.060	c2	0.120	0.120	0.120

试填空：
（1）该反应的化学方程式为______，表中c₂______c₃、a______b（填＞、＜、=），若在相同情况下最初向该容器充入的是B气体，要达到上述同样的平衡状态，B的起始浓度是______mol?L^-1．
（2）在体积为l L的密闭容器中，充入lmol CO₂和3mol H₂，测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示．



（I）从反应开始到平衡，甲醇的平均反应速率v（CH₃OH）=______；
该反应的平衡常数k=______．
（II）乙醇是重要的化工产品和液体燃料，同样可以利用CO₂反应制取乙醇：
2CO₂（g）+6H₂（g） 

 CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）   25℃时，K=2.95×10¹¹
在一定压强下，测得反应的实验数据如下表．分析表中数据回答下列问题：

	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2.0	60	43	28	15
3.0	83	62	37	22

①温度升高，K值______（填“增大”、“减小”、或“不变”）．
②提高氢碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，K值______（填“增大”、“减小”、或“不变”）．

Answer 1

（1）由表中数据可知A为反应物，B为生成物，20s时A的浓度变化量为△c（A）=0.100mol/L-0.070mol/L=0.030mol/L；B的浓度为0.06mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以方程式为A（g）=2B（g）；
由表中数据可知40s时A的浓度变化量为△c（A）=0.100mol/L-0.050mol/L=0.050mol/L，所以此时B的浓度为C₂=2×0.05mol/L=0.1mol/L，60s时B的浓度为0.12mol/L，所以此时△c（A）=

1

2

×0.12mol/L=0.06mol/L，所以C₃=0.1mol/L-0.06mol/L=0.04mol/L，所以C₂＞C₃；
由表中数据可知从60S起，B的浓度不再变化，说明60s起反应达平衡，平衡后各组分的浓度不再发生变化，所以a=b；
恒温恒容下，把B按化学计量数转化到A，应满足与原平衡A的浓度相等，所以B的起始浓度为2×0.1mol/L=0.2mol/L．
故答案为：A（g）=2B（g）；C₂＞C₃；a=b；0.2；
（2）（I）由图可知10min时，反应达平衡状态，此时甲醇浓度为0.75mol/L，
所以甲醇的平均反应速率v（CH₃OH）=

0.75mol/L

10min

=0.075 mol?L^-1?min^-1，
                  CO₂（g）+3H₂（g）

一定条件

 CH₃OH（g）+H₂O（g）
开始（mol/L）：1        3                 0        0
变化（mol/L）：0.75     2.25              0.75     0.75
平衡（mol/L）：0.25     0.75              0.75     0.75
所以k=

c(CH3OH)?c(H2O)

c(CO2)?[c(H2)]3

=

0.75×0.75

0.25×(0.75)3

=

16

3

，
故答案为：0.075 mol?L^-1?min^-1；

16

3

；
（II）①由表可知当为n（H₂）/n（CO₂）为定值时，温度越高二氧化碳的转化率越低，平衡向逆反应进行，K值减小，故答案为：减小；
②平衡常数k只受温度影响，温度不变平衡常数k值不变，故答案为：不变．