Question

(14分)在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2 H₂（g）＋CO（g） CH₃OH（g）；＝－a KJ·mol^－1(a>0)。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下：

（1）该温度下此反应反应物的总键能和       （填“大于”“等于”或“小于”）生成物的总键能和。

（2）在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，则H₂的平均反应速率( H₂)为        。

（3）下列选项能说明甲容器中的反应已经达到平衡状态的有            （填序号）。

A．容器内H₂、CO、CH₃OH的物质的量之比为2：1：1

B．容器内气体的密度保持恒定

C．容器内H₂气体的体积分数保持恒定

D．2V_正（H₂）=V_逆（CO）

（4）丙容器中，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，对平衡体系产生的影响是

（填字母序号）。

A．c(H₂)减少             

B．正反应速率加快，逆反应速率减慢

C．CH₃OH 的物质的量增加        

D．重新平衡减小

E．平衡常数K增大

（5）三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是       （填序号）。

A．Q₁＋Q₂＝a               B．α₃＜α₁    

C．P₃＜2P₁＝2P₂             D．n₂＜n₃＜1.0mol

（6）已知：①3CO(g) +3H₂(g)CH₃OCH₃(g) +CO₂(g)   △H=—247kJ·mol^－l

②2CH₃OH(g)CH₃OCH₃(g)+H₂O(g)       △H= －24 kJ·mol^－l

③CO(g)+H₂O(g)CO₂(g)+H₂(g)           △H= －41 kJ·mol^－l

2 H₂（g）＋CO（g） CH₃OH（g）；＝－a KJ·mol^－1 ，则 a＝    

Answer

（1）小于（2分） （2）0.125mol·L－1·min－1（未写单位扣1分，共2分）

（3）C（2分） （4）CD（漏选扣1分，错选不得分）

（5）AC（漏选一个扣1分，错选不得分，共3分） （6）91（3分）

【解析】

试题分析：（1）正反应是放热反应，由于反应热等于断键吸收的能量与形成化学键说放出的能量的差值，则该温度下此反应反应物的总键能和小于生成物的总键能和。

（2）在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，平衡时生成甲醇是0.5mol，则消耗氢气是1mol，氢气浓度是1mol÷2L＝0.5mol/L，则H2的平均反应速率( H2)＝0.5mol/L÷4min＝0.125mol·L－1·min－1。

（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。平衡时浓度不再发生变化，但物质之间的浓度不一定相等或满足某种关系，A不正确；B．密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，即密度始终是不变的，则容器内气体的密度保持恒定不能说明反应达到平衡状态，B错误；C．容器内H2气体的体积分数保持恒定可以说明反应达到平衡状态，C正确；D．2V正（H2）=V逆（CO）说明二者的反应速率相反，但不能满足反应速率之比是相应的化学计量数之比，因此反应没有达到平衡状态，D错误，答案选C。

（4）丙容器中，平衡后将容器的容积压缩到原来的l/2，其他条件不变，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动。则A．c(H2)先增大，后减小，但仍然比原来大，A错误；B．正反应速率加快，逆反应速率也加快，B错误；C．平衡向正反应方向进行，则CH3OH 的物质的量增加，C正确；D．平衡向正反应方向进行，重新平衡减小，D正确；E．平衡常数只与温度有关系，则平衡常数K不变，E错误，答案选CD。

（5）三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是 （填序号）。

A．甲乙互为等效平衡，则Q1＋Q2＝a，A正确；B．丙相当于在甲的基础上增大压强，平衡向正反应方向进行，则α3＞α1，B错误；C．丙相当于在甲的基础上增大压强，平衡向正反应方向进行，根据勒夏特例原理可知P3＜2P1＝2P2，C正确；D．丙相当于在甲的基础上增大压强，平衡向正反应方向进行，n2＜n3，但n3＞1.0mol，D错误，答案选AC。

（6）已知：①3CO(g) +3H2(g)CH3OCH3(g) +CO2(g) △H＝—247kJ·mol－l，②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H＝－24 kJ·mol－l，③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H= －41 kJ·mol－l，则根据盖斯定律可知（①—②—③）/2即得到2H2（g）＋CO（g）CH3OH（g）△H＝－91KJ·mol－1 ，则 a＝91。

考点：考查反应速率、外界条件对平衡状态的影响、等效平衡、平衡状态判断以及盖斯定律应用等