在容积为10L的密闭容器中，进行如下反应：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，最初加入1.0molA和...

问题详情：

在容积为10 L的密闭容器中，进行如下反应：A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，最初加入1.0 mol A和2.2 mol B，在不同温度下，D的物质的量n(D)和时间t的关系如图1。

试回答下列问题：

(1)800 ℃时，0～5 min内，以B表示的平均反应速率为________。

(2)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。

A．容器中压强不变  B．混合气体中c(A)不变

C．2v正(B)＝v逆(D)  D．c(A)＝c(C)

(3)若最初加入1.0 mol A和2.2 mol B，利用图中数据计算800 ℃时的平衡常数K＝________，该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

(4)700 ℃时，某时刻测得另一同体积密闭容器中各物质的量如下：n(A)＝1.1 mol，n(B)＝2.6 mol，n(C)＝0.9 mol，n(D)＝0.9 mol，则此时该反应________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)进行。

(5)在催化剂作用下，CO可用于合成*醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。

若在恒温恒压的条件下，向密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2，合成*醇，平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图2所示：

①该反应的正反应属于________(填“吸热”或“放热”)反应。

②在0.1 MPa、100 ℃的条件下，该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为________ mol。

若在恒温恒容的条件下，向密闭容器中充入4 mol CO、8 mol H2，与上一平衡状态相比，达到平衡时CO转化率________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数K________。

【回答】

*　(1)0.024 mol/(L·min)

(2)AB

(3)9　吸热

(4)向正反应方向

(5)①放热　②8　减小　不变

解析　(1)800 ℃时，0～5 min内生成D为0.6 mol，则v(D)＝＝0.012 mol/(L·min)，速率之比等于化学计量数之比，则v(B)＝2v(D)＝0.024 mol/(L·min)。

(2)该反应是一个反应后气体体积减小的可逆反应，随反应进行，容器内压强减小，当反应到达平衡状态

时，容器中压强不变，所以能作为判断化学平衡的依据，A正确；反应到达平衡状态时，混合气体中c(A)不变，说明到达平衡，B正确；v正(B)＝2v逆(D)时反应处于平衡状态，2v正(B)＝v逆(D)时逆反应速率较快，反应逆向进行，C错误；当c(A)＝c(C)时，该反应不一定达到平衡状态，D错误。

(3)800 ℃平衡时生成D为0.6 mol，则：

A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)

起始量(mol)：1.0  2.2  0  0

转化量(mol)：0.6  1.2  0.6  0.6

平衡量(mol)：0.4  1.0  0.6  0.6

由于容器体积为10 L，故平衡常数K＝＝＝9，由图可知，升高温度D的物质的量增大，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应。

(4)700 ℃平衡时生成的D为0.45 mol, 则

A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)

  0.1  0.22  0  0

  0.045  0.09  0.045  0.045

  0.055  0.13  0.045  0.045

故700 ℃时平衡常数K＝＝2.18, Qc＝＝1.09<K，故反应向正反应方向进行。

(5)①由图可知，压强一定时，随温度升高CO的转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，故正反应为放热反应。

②在0.1 MPa、100 ℃的条件下，平衡时CO转化率为0.5，转化的CO为4 mol×0.5＝2 mol，则：

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　物质的量减小

  1  2  1  2

  2 mol  4 mol

故平衡时混合气体物质的量为4 mol＋8 mol－4 mol＝8 mol。正反应为气体物质的量减小的反应，若在恒温恒容的条件下，平衡时压强比原平衡小，等效为在原平衡的基础上减小压强，平衡逆向移动，CO的转化率减小；平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变。

知识点：化学反应速率 化学平衡

题型：综合题