【正文】 問題（均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響）：（1）達到平衡需要的時間是______________。（2）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為：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，達到平衡時下列措施能提高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，增大催化劑比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計了三組實驗，部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設(shè)計表中。實驗編號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請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù)?！敬鸢浮?s 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)時間達到4s時，反應(yīng)達到平衡狀態(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量數(shù)之比計算出前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即可，由此分析判斷。(5) 該實驗的目的是驗證溫度、催化劑比表面積對化學(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，可根據(jù)催化劑的比表面積的大小驗證其對反應(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，可根據(jù)不同的溫度驗證其對反應(yīng)速率的影響?！驹斀狻?1)根據(jù)表格可知當(dāng)時間達到4s時，反應(yīng)達到平衡狀態(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，不能提高NO轉(zhuǎn)化率，A項錯誤；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，即平衡逆向移動，不能提高NO轉(zhuǎn)化率，B項錯誤；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，即平衡正向移動，提高了NO轉(zhuǎn)化率，C項正確；D. 縮小容器的體積，相當(dāng)于增大了壓強，平衡向體積縮小的方向移動，即平衡正向移動，提高了NO轉(zhuǎn)化率，D項正確；答案選CD；(5) 該實驗的目的是驗證溫度、催化劑比表面積對化學(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，可根據(jù)催化劑的比表面積的大小驗證其對反應(yīng)速率的影響，因此第II組實驗中，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，可根據(jù)不同的溫度驗證其對反應(yīng)速率的影響，因此第III組實驗中，溫度為350℃，103 molL1，103 molL1?！军c睛】“變量控制”實驗探究題的考查形式：(1)以表格的形式給出多組實驗數(shù)據(jù)，讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù)的變化對反應(yīng)的影響；(2)給出影響化學(xué)反應(yīng)的幾種因素，設(shè)計實驗分析各因素對反應(yīng)的影響。分析過程中要注意：對變量要進行適當(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，改變其中一個變量的值進行實驗，測定數(shù)據(jù)，通過系列實驗，找出變量對反應(yīng)的影響14．在一定體積的密閉容器中，進行如下化學(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回答下列問題：(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為K＝______________。(2)該反應(yīng)為_______反應(yīng)（選填吸熱、放熱）。(3)能判斷該反應(yīng)是否達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______（多選扣分）。A．容器中壓強不變 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)，試判斷此時的溫度為_______℃?！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，容器中壓強始終不變；B．只有在平衡狀態(tài)時，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)值對比，確定此時的溫度。【詳解】(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式為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，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，混合氣體中c(CO)才不變，所以c(CO)不變，反應(yīng)達平衡狀態(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)計量數(shù)之比，反應(yīng)達平衡狀態(tài)，C符合題意；D．在反應(yīng)進行的任何階段，c(CO2)＝c(CO)，反應(yīng)不一定達平衡狀態(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)值對比，此時溫度為830℃。答案為：830?！军c睛】c(CO2)=c(CO)，不一定達平衡狀態(tài)，因為從反應(yīng)開始至反應(yīng)達平衡，此關(guān)系始終成立。但若c(CO2)=c(CO)=0，反應(yīng)才達平衡狀態(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_________________________。（2）能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是________（選填編號）。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時刻達到平衡(如圖)，在t1時刻改變某一條件，請在下圖中繼續(xù)畫出t1時刻之后正反應(yīng)速率隨時間的變化： ①縮小容器體積，t2時到達平衡(用實線表示)__________；②t3時平衡常數(shù)K值變大，t4到達平衡(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 【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（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，說明反應(yīng)得到平衡狀態(tài)，b正確；c．c(H2)=c(CO)，但沒有指明反應(yīng)的方向，所以可逆反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài)，c不正確；d．炭的質(zhì)量保持不變，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，d正確。答案選bd。（3）①縮小容器體積，壓強增大，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，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時平衡常數(shù)K值變大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動。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，在壓強相同時，溫度越高，CO的轉(zhuǎn)化率越低，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，因此正方應(yīng)是放熱反應(yīng)。溫度相同時，壓強越大，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。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＝。