Question

5．在1L固定体积的密闭容器中，充入1mol CO₂和3mol H₂，一定条件下发生反应：
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₂OH（g）+H₂O（g）△H＞0，经测得CO₂和CH₂OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

（1）从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v（CO₂）=0.075mol/（L•min）
（2）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{•c}^{3}（{H}_{2}）}$
（3）能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是ac
a．容器中压强不变        b．v正（H₂）=v逆（H₂O）
c．混合气体c（H₂O）不变    d．c（CO₂）=c（CH₃OH）
（4）下列措施能使化学平衡向正反应方向移动的是ab（填字母）．
a．升高温度  b．将CH₃OH（g）及时液化抽出  c．选择高效催化剂  d．再充入H₂O（g）

Answer 1

分析 （1）根据化学反应速率v=$\frac{△c}{△t}$来计算；
（2）平衡常数K=$\frac{各生成物平衡浓度系数次幂之积}{各反应物平衡浓度系数次幂之积}$来书写；
（3）根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态；
（4）改变温度、浓度、压强等因素可以引起化学平衡的移动，根据化学平衡移动原理来回答．

解答 解：（1）从反应开始到平衡，CO₂的平均反应速率v（CO₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{1.0mol/L-0.25mol/L}{10min}$=0.075mol/（L•min），故答案为：0.075mol/（L•min）；
（2）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{各生成物平衡浓度系数次幂之积}{各反应物平衡浓度系数次幂之积}$=$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{•c}^{3}（{H}_{2}）}$；故答案为：$\frac{c（C{H}_{3}OH）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{•c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（3）a．反应前后气体系数和不等，当容器中压强不变的状态是平衡状态，故正确；
b．v正（H₂）=v逆（H₂O）不能说明正逆反应速率相等，此时不一定平衡，故错误；
c．混合气体c（H₂O）不变是平衡状态的特征，故正确；   
d．c（CO₂）=c（CH₃OH），不能说明正逆反应速率相等，此时不一定平衡，故错误．
故选ac．
（4）a、升高温度，平衡正向移动，故a正确；
  b．将CH₃OH（g）及时液化抽出，平衡正向移动，故b正确；
  c．选择高效催化剂不会改变化学平衡，只能改变反应速率，故c错误；
  d．再充入H₂O（g）平衡逆向移动，故d错误；
故选ab．

点评 本题考查化学平衡图象、影响化学平衡的因素以及反应速率的计算等，难度中等，注意知识的灵活应用是关键．