Question

【题目】能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。

一定温度下，在两个容积均为2 L的密闭容器中，分别发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH = -49.0 kJ·mol-1。相关数据如下：

容器	甲	乙
反应物投入量	1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)	32g CH3OH(g)和18g H2O(g)
平衡时c(CH3OH)	c1	c2
平衡时能量变化	放出29.4 kJ	吸收a kJ

（1）c1____(填“>”、“<”或“=”)c2，a=____。

（2）该反应的平衡常数表达式为K=____；若甲中反应10 s 时达到平衡，则0~10 s内甲中的平均反应速率v(H2)=______。

（3）下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是____(填字母)。

a. v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成 b. 气体的密度不再随时间改变

c. CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变 d. 气体的平均相对分子质量不再随时间改变

Answer 1

【答案】 = 19.6 0.09 mol·L-1·s-1 cd

【解析】本题主要考查化学平衡的移动。

（1）容器甲、乙建立相同平衡状态，故c1=c2，a=49.0-29.4=19.6。

（2）该反应的平衡常数表达式为K=；若甲中反应10s时达到平衡，则0~10s内甲中的平均反应速率v(H2)=3mol×29.4/49.0/2.0L/10s=0.09 mol·L-1·s-1。

（3）a. v(CO2)消耗、v(CH3OH)生成都是正反应速率，故a不能说明该反应一定达到平衡状态；b. 气体的质量、体积不变，所以气体的密度一直保持不变，故b不能说明该反应一定达到平衡状态；c. CO2和CH3OH的浓度之比随着反应进行而改变，当CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变时，说明反应达到平衡状态，故c能说明该反应一定达到平衡状态；d. 该反应气体物质的量有变化，气体质量守恒，气体的平均相对分子质量随着反应进行而改变，当气体的平均相对分子质量不再随时间改变时，说明反应达到平衡状态，故d能说明反应该反应一定达到平衡状态。故选cd。