Question

14．改變溫度，使反應CO₂（g）+3H₂（g）═CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0  中的所有物質都為氣態．起始溫度體積相同（T₁℃、2L密閉容器）．反應過程中部分數據見表：

	反應時間	CO2（mol）	H2（mol）	CH3OH（mol）	H2O（mol）
反應I 恒溫恒容	0min	2	6	0	0
	10min		4.5
	20min	1
	30min			1
反應Ⅱ 絕熱恒容	0min	0	0	2	2

①達到平衡時，反應Ⅰ、Ⅱ對比：平衡時CH₃OH的濃度c（Ⅰ）＜c（Ⅱ） （填“＞”、“＜”或“=”）．
②對反應I，前10min內的平均反應速率v（CH₃OH）=0.025mol/（L．min）．若30min時只向容器中再充入1mol CO₂（g）和1mol H₂O（g），則平衡不移動（填“正向”、“逆向”或“不”）．

Answer 1

分析 ①Ⅰ、Ⅱ轉化到一邊完全一樣，則恒溫恒容為等效，又I為恒溫，Ⅱ為絕熱容器，反應向逆反應進行，逆反應為吸熱反應，平衡時溫度比I中低，升高溫度平衡向逆反應方向移動；
②根據v=$\frac{△c}{△t}$計算v（H₂），再根據速率之比等于化學計量數之比計算v（CH₃OH）；
計算濃度商Qc，與平衡常數比較判斷平衡是否移動

解答 解：①Ⅰ、Ⅱ轉化到一邊完全一樣，則恒溫恒容為等效，又I為恒溫，Ⅱ為絕熱容器，反應向逆反應進行，逆反應為吸熱反應，平衡時溫度比I中低，升高溫度平衡向逆反應方向移動，故平衡時CH₃OH的濃度c（Ⅰ）＜c（Ⅱ）
故答案為：＜；
②v（H₂）=$\frac{\frac{6mol-4.5mol}{2L}}{10min}$=0.075mol/（L．min），速率之比等于化學計量數之比，v（CH₃OH）=$\frac{1}{3}$v（H₂）=0.025mol/（L．min）；
20min時，轉化的CO₂為2mol-1mol=1mol，則生成的CH₃OH為1mol，而30min時CH₃OH為1mol，故20min時到達平衡，
CO₂（g）+3H₂（g）?CH₃OH（g）+H₂O（g）
開始（mol/L）：2 6 0 0
轉化（mol/L）：1 3 1 1
平衡（mol/L）：1 3 1 1
故平衡常數K=$\frac{c（CH{\;}_{3}OH）×c（H{\;}_{2}O）}{c（CO{\;}_{2}）×c{\;}^{3}（H{\;}_{2}）}$=$\frac{\frac{1}{2}×\frac{1}{2}}{\frac{1}{2}×（\frac{3}{2}）{\;}^{3}}$=$\frac{4}{27}$，
對反應Ⅰ，若30min時只向容器中再充入1molCO₂（g）和1molH₂O（g），此時濃度商Qc=$\frac{\frac{1}{2}×\frac{2}{2}}{\frac{2}{2}×（\frac{3}{2}）{\;}^{3}}$=$\frac{4}{27}$=K，則平衡不移動，故答案為：0.025mol/（L．min）；不．

點評 本題考查化學平衡有關計算、平衡影響因素、平衡常數等，難度中等，注意基礎知識的積累．