Question

目前工业上有一种方法是用生产燃料甲醇。一定条件下发生反应，如图表示该反应过程中能量（单位kJ）的变化。

（1）已知拆开或形成化学键所吸收或放出的能量叫做该化学键的键能，单位。根据表中的键能表示出图中的反应生成时____________________（填“吸收”或“放出”）_____________________kJ热量。

化学键
键能（）	a	b	c	d	e

（2）在一固定容积的恒温密闭容器内进行上述反应，下列能说明该反应已经达到平衡状态的是_________（填序号）。

A

B 容器内气体压强保持不变

C 、、、四种气体物质的量浓度之比等于

D 容器内气体密度保持不变

E 键断裂的同时键断裂

（3）在体积为的密闭容器中，充入和，测得和的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率____________________。容器内平衡时与起始时的压强之比为____________________。

Answer

放出 2(-2a-3b+3c+d+2e) BE 5:8

【解析】

反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差。根据化学平衡状态的特征判断可逆反应是否达到化学平衡状态。根据阿伏加德定律可知，在同温同体积条件下，气体的压强之比等于其物质的量之比。

（1）由图中信息可知，发生的反应为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)，该反应的反应物的总能量高于生成物的。根据表中的键能数据可以求出该反应的∆H=(2a+3b-3c-d-2e)= -(-2a-3b+3c+d+2e)，因此，生成时放出2(-2a-3b+3c+d+2e)kJ热量。

（2）A．说明正反应速率不等于逆反应速率，说明该反应未达平衡；

B．反应前后的气体的分子数不同，故在反应过程中容器内的压强会发生变化，当容器内气体压强保持不变时，表明各组分的浓度保持不变，可以说明反应达到平衡状态；

C． 、、、四种气体物质的量浓度之比等于，不能说明其浓度之比保持这个比值不变，即不能说明各组分的浓度保持不变，不能说明达到平衡状态；

D． 反应过程中气体的总体积不变，气体的总质量也不变，故容器内气体密度始终保持不变，因此，容器内气体密度保持不变不能说明反应达到平衡状态；

E． 键断裂的同时键断裂可以说明正反应速率等于逆反应速率，反应达到平衡状态。

综上所述，能说明该反应已经达到平衡状态的是BE。

（3）在体积为的密闭容器中，充入和，测得和的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，用氢气浓度变化表示的平均反应速率3v(CO2)=3。容器内平衡时与起始时的压强之比等于气体的总物质的量之比，起始时气体的总物质的量4mol，平衡时气体的总物质的量为(0.25+0.253+0.752)mol=2.5mol，所以，容器内平衡时与起始时的压强之比为2.5:4=5:8。