【正文】 問(wèn)題（均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響）：（1）達(dá)到平衡需要的時(shí)間是______________。（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=_________________。（3）前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=_____________。（4）假設(shè)在密閉容器中發(fā)生，達(dá)到平衡時(shí)下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是______。A．選用更有效的催化劑 B．升高反應(yīng)體系的溫度C．降低反應(yīng)體系的溫度 D．縮小容器的體積（5）研究表明：在使用等質(zhì)量催化劑時(shí)，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表中。實(shí)驗(yàn)編號(hào)T／℃NO初始濃度／molL—1CO初始濃度／molL—1催化劑的比表面積／m2g—1Ⅰ28010—310—3 82Ⅱ___________________________ 124Ⅲ350__________________ 124請(qǐng)?jiān)谏媳砀裰刑钊胧Ｓ嗟膶?shí)驗(yàn)條件數(shù)據(jù)。【答案】4s K= 104mol/(Ls) C、D 280 10—3 10—3 10—3 10—3 【解析】【分析】(1)根據(jù)表格可知當(dāng)時(shí)間達(dá)到4s時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；(2)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值；(3)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可計(jì)算出前2s內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率，再利用速率之比等于計(jì)量數(shù)之比計(jì)算出前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)；(4)提高NO轉(zhuǎn)化率只需讓平衡正向移動(dòng)即可，由此分析判斷。(5) 該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，在相同溫度、NO和CO初始濃度相同時(shí)，可根據(jù)催化劑的比表面積的大小驗(yàn)證其對(duì)反應(yīng)速率的影響，當(dāng)NO和CO初始濃度相同，催化劑的比表面積相同時(shí)，可根據(jù)不同的溫度驗(yàn)證其對(duì)反應(yīng)速率的影響?！驹斀狻?1)根據(jù)表格可知當(dāng)時(shí)間達(dá)到4s時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；(2)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值，即K=；(3)104=104 mol/L，因此v(NO)==104mol/(L﹒s)，速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，因此v(N2)=104mol/(L﹒s)=104mol/(L﹒s)；(4)A. 選用更有效的催化劑只能使反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng)，不能提高NO轉(zhuǎn)化率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高反應(yīng)體系的溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，即平衡逆向移動(dòng)，不能提高NO轉(zhuǎn)化率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低反應(yīng)體系的溫度，平衡向放熱的方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)，提高了NO轉(zhuǎn)化率，C項(xiàng)正確；D. 縮小容器的體積，相當(dāng)于增大了壓強(qiáng)，平衡向體積縮小的方向移動(dòng)，即平衡正向移動(dòng)，提高了NO轉(zhuǎn)化率，D項(xiàng)正確；答案選CD；(5) 該實(shí)驗(yàn)的目的是驗(yàn)證溫度、催化劑比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，在相同溫度、NO和CO初始濃度相同時(shí)，可根據(jù)催化劑的比表面積的大小驗(yàn)證其對(duì)反應(yīng)速率的影響，因此第II組實(shí)驗(yàn)中，溫度為280℃，103 molL1，103 molL1；當(dāng)NO和CO初始濃度相同，催化劑的比表面積相同時(shí)，可根據(jù)不同的溫度驗(yàn)證其對(duì)反應(yīng)速率的影響，因此第III組實(shí)驗(yàn)中，溫度為350℃，103 molL1，103 molL1。【點(diǎn)睛】“變量控制”實(shí)驗(yàn)探究題的考查形式：(1)以表格的形式給出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù)的變化對(duì)反應(yīng)的影響；(2)給出影響化學(xué)反應(yīng)的幾種因素，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析各因素對(duì)反應(yīng)的影響。分析過(guò)程中要注意：對(duì)變量要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，組合的一般原則是“變一定多”，即保持其他變量不變，改變其中一個(gè)變量的值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定數(shù)據(jù)，通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)，找出變量對(duì)反應(yīng)的影響14．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表：t℃70080083010001200K回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝______________。(2)該反應(yīng)為_(kāi)______反應(yīng)（選填吸熱、放熱）。(3)能判斷該反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______（多選扣分）。A．容器中壓強(qiáng)不變 B．混合氣體中c(CO)不變C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)＝c(CO)c(H2O)，試判斷此時(shí)的溫度為_(kāi)______℃?！敬鸢浮? 吸熱 BC 830 【解析】【分析】(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝生成物濃度冪的乘積與反應(yīng)物濃度冪的乘積之比。(2)從表中數(shù)據(jù)分析，溫度升高，K值增大，由此可確定該反應(yīng)的類型。(3)A．反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，體積、溫度一定時(shí)，容器中壓強(qiáng)始終不變；B．只有在平衡狀態(tài)時(shí)，混合氣體中c(CO)才不變；C．v正(H2)＝v逆(H2O)，表明反應(yīng)的方向相反，數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；D．c(CO2)＝c(CO)，表示二者的平均反應(yīng)速率相同。(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)＝c(CO)c(H2O)，可利用此關(guān)系式求K，與表中數(shù)值對(duì)比，確定此時(shí)的溫度?！驹斀狻?1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝生成物濃度冪的乘積與反應(yīng)物濃度冪的乘積之比，即K=。答案為：；(2)從表中數(shù)據(jù)分析，溫度升高，K值增大，則表明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。答案為：吸熱；(3)A．反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，容器中壓強(qiáng)始終不變，不一定是平衡狀態(tài)，A不符合題意；B．只有在平衡狀態(tài)時(shí)，混合氣體中c(CO)才不變，所以c(CO)不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，B符合題意；C．v正(H2)＝v逆(H2O)，表明反應(yīng)的方向相反，數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，C符合題意；D．在反應(yīng)進(jìn)行的任何階段，c(CO2)＝c(CO)，反應(yīng)不一定達(dá)平衡狀態(tài)，D不合題意；故選BC。答案為：BC；(4)某溫度下，平衡濃度符合下式：c(CO2)c(H2)＝c(CO)c(H2O)，則K==1，與表中數(shù)值對(duì)比，此時(shí)溫度為830℃。答案為：830。【點(diǎn)睛】c(CO2)=c(CO)，不一定達(dá)平衡狀態(tài)，因?yàn)閺姆磻?yīng)開(kāi)始至反應(yīng)達(dá)平衡，此關(guān)系始終成立。但若c(CO2)=c(CO)=0，反應(yīng)才達(dá)平衡狀態(tài)。15．“潔凈煤技術(shù)”研究在世界上相當(dāng)普遍，科研人員通過(guò)向地下煤層氣化爐中交替鼓入空氣和水蒸氣的方法，連續(xù)產(chǎn)出了高熱值的煤炭氣，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作為能源和化工原料，應(yīng)用十分廣泛。生產(chǎn)煤炭氣的反應(yīng)之一是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)? kJ。（1）在容積為3L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，／L，用H2O表示0～5miin的平均反應(yīng)速率為_(kāi)________________________。（2）能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________（選填編號(hào)）。a．v正 (C)= v逆(H2O) b．容器中CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變c．c(H2)=c(CO) d．炭的質(zhì)量保持不變（3）若上述反應(yīng)在t0時(shí)刻達(dá)到平衡(如圖)，在t1時(shí)刻改變某一條件，請(qǐng)?jiān)谙聢D中繼續(xù)畫出t1時(shí)刻之后正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化： ①縮小容器體積，t2時(shí)到達(dá)平衡(用實(shí)線表示)__________；②t3時(shí)平衡常數(shù)K值變大，t4到達(dá)平衡(用虛線表示)__________。（4）在一定條件下用CO和H2經(jīng)如下兩步反應(yīng)制得甲酸甲酯：①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)①反應(yīng)①中CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。在不改變反應(yīng)物用量的情況下，為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是________________________________。②已知反應(yīng)①中CO的轉(zhuǎn)化率為80%，反應(yīng)②中兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均為85%?！敬鸢浮?Lmin) b、d 降溫、加壓；將甲醇從混合體系中分離出來(lái) 【解析】【分析】【詳解】（1）／L，3L＝，根據(jù)方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 可知，1molC參加反應(yīng)，氣體的質(zhì)量就增大12g，，247。3L＝，因此用H2O表示0～247。5min＝(Lmin)。（2）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。a．碳是固體，其濃度不變，不能用來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率，a不正確；b．容器中CO的體積分?jǐn)?shù)保持不變，說(shuō)明反應(yīng)得到平衡狀態(tài)，b正確；c．c(H2)=c(CO)，但沒(méi)有指明反應(yīng)的方向，所以可逆反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，c不正確；d．炭的質(zhì)量保持不變，說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d正確。答案選bd。（3）①縮小容器體積，壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率增大。正方應(yīng)是體積增大的可逆反應(yīng)，所以平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)速率逐漸增大到鋅平衡，因此曲線可以表示為：。②t3時(shí)平衡常數(shù)K值變大，說(shuō)明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。正方應(yīng)是吸熱反應(yīng)，所以改變的條件是升高溫度，因此正反應(yīng)速率增大，然后逐漸減小到新平衡狀態(tài)，所以曲線可以表示為：。（4） ①根據(jù)圖像可知，在壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，這說(shuō)明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng)。溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，CO的轉(zhuǎn)化率越高，所以為提高CO的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是降溫、加壓或?qū)⒓状紡幕旌象w系中分離出來(lái)。②247。28g/mol＝180mol。設(shè)參加反應(yīng)①的CO物質(zhì)的量是x，則參加反應(yīng)②的CO物質(zhì)的量是180mol－x。反應(yīng)①中CO的轉(zhuǎn)化率為80%。在反應(yīng)②中兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率均為85%，＝(180mol－x)，解得x＝100mol，＝68mol，其質(zhì)量是68mol60g/mol＝4080g＝。