Question

【题目】（1）甲醇是可再生能源，具有开发应用的广阔前景，回答下列问题：

一定温度下，在一恒容的密闭容器中，由CO和H2合成甲醇：CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是________（填序号）．

A．每消耗1mol CO的同时生成2molH2 B．混合气体总物质的量不变

C．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化 D．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

②CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示．A、B两点的平衡常数K（A）________K（B）（填“＞”、“=”或“＜”）．

（2）已知25℃合成氨反应中，1mol N2完全转化为NH3时释放的能量为92.4 kJ。现将1mol N2和3mol H2混合置于2L密闭容器中，反应进行到2s末测得NH3为0.4mol。回答下列问题：

① 该反应的热化学方程式是________ ；

② 该反应达到平衡后，升高温度平衡向________ （填“正反应方向”、“逆反应方向”）移动；加入催化剂平衡________（填“正”、“逆”、 “不”）移动；

③ 前2s内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】

根据化学平衡的本质和特征判断是否达到平衡状态；根据勒夏特列原理分析平衡移动的方向。

（1）①A.每消耗1molCO的同时生成2molH2，能证明正逆反应速率是相等的，能说明该反应已达到平衡状态，故A错误；
B.该反应是一个前后气体系数和变化的反应，当混合气体总物质的量不变，能说明达到化学平衡状态，故B错误；
C．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，是化学平衡状态的特征，故C错误；

D．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等，都表示正反应方向速率，不能证明正逆反应速率是相等的，此时不一定达到化学平衡，故D正确；

②平衡常数只和温度有关，从图中信息可得，A和B点温度相同，故平衡常数相等，所以K（A）=K（B），
故答案为：=；

（2）①书写热化学方程式时，反应热与反应物的物质的量成比例，且要标注物质的聚集状态，由于1molN2完全转化为NH3时释放的能量为92.4kJ，故热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol，故答案为：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol；
②由于此反应为放热反应，故升高温度，平衡向着吸热反应方向移动即向逆反应方向移动；使用催化剂，平衡不移动，故答案为：逆，不；
③由于反应进行到2s末测得NH3为0.4mol，故v（NH3）=c(NH3)/ △t=(0.4mol/2L)/2s==0.1mol/（Ls），而一个反应中各物质的反应速率之比等于计量数之比，故有： v（H2）=3/2 v（NH3）=0.15mol/（Ls），故答案为：0.15mol/（Ls）。