Question

(17分)某反应A(g)+B(g)C(g)在任一时刻的正、逆反应速率可用υ_正、υ_逆表示：

υ_正=k₁·c(A)·c(B)，υ_逆=k₂·c(C)，其中k₁、k₂在一定温度下为常数，c(A)、c(B)、c(C)分别代表某时刻三种物质的物质的量浓度。
（1）上述反应达到平衡时，请用题干中的符号分别表示三种物质的浓度关系为       ，
平衡常数K=_             __。
（2）在300 K时，开始反应的A、B浓度均为0．1 mol/L，达到平衡时B的转化率为50%，则k₁、k₂之间的关系是__________________。
（3）升高温度，k₁的变化是       ，k₂的变化是_________(填“增大”、“减小”或“不变”)；此时若k₁/k₂增大，则说明正反应是___________（填“吸”或“放”）热反应。
（4） CO₂可与H₂合成绿色燃料甲醇。300^oC时，在两个容积均为2L的密闭容器中，当c(CO₂)=1．00 mol·L^-1、c(H₂)=1．60 mol·L^-1时，分别选择催化剂Ⅰ、催化剂Ⅱ开始反应，t₀时达到平衡状态M₁、M₂。若υ_逆（M₁）＜υ_正（M₂）。且达M₁时，CO₂的转化率为20%，请画出两个状态的浓度商(Q_c)-时间(t)的关系图像，并标明相关数据。
=
（5）实验室可利用甲醇、空气、铜（或氧化铜）制备甲醛。关于甲醇和甲醛的沸点和水溶性见下表：

	沸点	水溶性
甲醇	65℃	与水相溶
甲醛	-21℃	与水相溶

下图是某同学设计的实验装置，已知A处放入甲醇，C处收集到甲醛，若D处的气球在反应临近结束时使用，则B处应放入______（填化学式），请回答A、B、C三处采取控温的方式分别为A_____、B     、C    ，(从下列选项中选择)
a．热水浴加热  b．冰水浴冷却   c．酒精灯加热   d．酒精喷灯灼烧  e．常温即可
实验临近结束时，挤压D处气球使空气进入装置，该操作的目的是____________________。

Answer 1

（17分）
⑴k₁·c(A)·c(B) =k₂·c(C)(2’)。k₁/k₂(2’)。
⑵k₁=20k₂(2’)
⑶增大(1’)，增大(1’)；吸(1’)
⑷(2’

0.05 0

t

⑸CuO(1’)，a、c、b(各1’)，防倒吸(2’)。

试题分析：（1）反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，所以k₁·c(A)·c(B) =k₂·c(C)；该式进行变形可得平衡常数K="c(C)/" c(A)·c(B)= k₁/k₂
（2）根据“三段式”进行计算：A(g) + B(g)  C(g)
初始浓度（mol?L?¹）     0．1    0．1      0
转化浓度（mol?L?¹）     0．05   0．05     0．05
平衡浓度（mol?L?¹）     0．05   0．05     0．05
根据平衡时k₁·c(A)·c(B) =k₂·c(C)，可得0．05×0．05 k₁=0．05×k₂，解得k₁=20k₂
（3）升高温度，化学反应速率都加快，所以k₁与k₂都增大；若k₁/k₂增大，说明正反应速率增加的倍数大，则正反应速率大于逆反应速率，即升高温度，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应。
（4）催化剂只改变反应速率，不影响化学平衡，所以达到平衡时M₁、M₂相同，即平衡时两条曲线重合，因为υ_逆（M₁）＜υ_正（M₂），所以催化剂Ⅱ催化效果更好，反应速率更快，可画出图像。