解题思路:Ⅰ(1)反应速率是单位时间内浓度的变化量,根据图求出第10min时二氧化碳的变化量,然后根据热化学方程式求解;
(2)用三行式来求平衡时,各组分的浓度,然后代入平衡常数表达式求解,比较浓度商和平衡常数的相对大小,来判断平衡的移动方向;
(3)外界条件的改变,导致平衡的移动,从而来确定,比值的变化情况;
Ⅱ(1)在定温、定压下进行,要使平衡状态与原平衡状态等效的考查;
(2)①采用极限分析法;②改变外界条件,导致平衡的移动.
Ⅰ(1)由图可知从开始到第10min,△C(CO2)=[1−0.8/2mol/L=0.1mol/L,所以v(CO2)=
0.1mol/L
10min]=0.01mol•L-1•min-1,而速率之比等于对应物质的化学计量数之比,则v(H2):v(CO2)=3:1,即v(H2)=3v(CO2)=0.03mol•L-1•min-1 ,由热化学方程式可知消耗1mol的二氧化碳气体,放出49kJ的热量,而从开始到第10min,二氧化碳的变化量为0.2mol,则放出的热量为0.2mol×49kJ/mol=9.8kJ,
故答案为;0.03mol•L-1•min-1;9.8kJ;
(2)由方程式可知 CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
初起(mol/l) 0.5 1.3 0 0
变化(mol/l) 0.1 0.30.1 0.1
平衡(mol/l) 0.41.0 0.1 0.1
所以平衡常数为K=
0.1×0.1
0.4×13=0.025
如果在某一时刻保持温度不变,只改变浓度,使c(CO2)=1.00mol•L-1,c(H2)=2.00mol•L-1,c(CH3OH)=c(H2O)=0.80mol•L-1,
Qc=
0.8×0.8
1×23=0.08>0.025=K,所以平衡逆向移动,
故答案为:0.025;b;
(3)a、升高温度,平衡逆向移动,
n(CH3OH)
n(CO2)的值减小,故a不选;
b、充入He(g),使体系压强增大,平衡不移动,故比值不变,故b不选;
c、将H2O (g)从体系中分离,平衡正向移动,比值变大,故选c;
d、再充入l mol CH3OH,平衡虽然逆向移动,只是减弱,而不是抵消,仍然以分子增加为主,故选d;
故答案为:cd;
Ⅱ(1)①反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同,恒温恒压条件下,采用极限分析法,c体积的氨气完全转化为氮气和氧气之比是1:3,所以只要a:b=2:6,则b=3a=3,因反应前混合气体为8体积,反应后混合气体为7体积,体积差为1体积,由差量法可解出平衡时氨气为1体积;而在起始时,氨气的体积为c=2体积,比平衡状态时大,为达到同一平衡状态,氨的体积必须减小,所以平衡逆向移动.故答案为:3,逆;
②若需让反应逆向进行,由上述①所求出的平衡时氨气的体积为1可知,氨气的体积必须大于1,最大值则为2体积氮气和6体积氢气完全反应时产生的氨气的体积,即为4体积,则1<c≤4,故答案为:1<c≤4;
(2)由6.5<7可知,上述平衡应向体积缩小的方向移动,即向放热方向移动,所以采取降温措施.故答案为:降低温度、降低温度平衡向正反应方向移动,气体总分子数减少.
点评:
本题考点: 化学平衡的影响因素.
考点点评: 抓住判断等效平衡的判断方法,一般是将物质全部靠到一边进行极限转化,也就是极端转化的原理,再与原反应进行比较来判断.