(2009•丹东模拟)甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:

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  • 解题思路:(1)依据化学平衡三段式列式计算,气体压强之比等于物质的量之比;

    (2)化学平衡的标志是正逆反应速率相同,各组分浓度保持不变分析选项;

    (3)①依据恒温恒容、恒温恒压容器变化,结合反应平衡特征分析判断,压强变化和物质的量变化成正比;

    ②打开KAB组成的是恒温恒压容器,依据压强变化和物质的量变化成正比计算得到.

    (1)依据化学平衡三段式列式计算,设反应的甲醇物质的量为x

    CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)

    起始量(mol) 1 3 0 0

    变化量(mol)x x x 3x

    20s量 (mol) 1-x 3-xx 3x

    20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,4+2x=1.2×4

    x=0.4mol

    v(CH3OH)=

    0.4mol

    2L

    20s=0.01mol/L•s;

    故答案为:0.01mol/L•s;

    (2)可逆反应达到平衡状态的依据是正逆反应速率相同,

    ①v(CH3OH)=v(CO2)是反应速率之比等于化学方程式计量数之比,不能说你反应达到平衡,故①不符合;

    ②反应前后气体质量不变,容器体积不变,反应过程中密度不变,混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡,故②不符合;

    ③反应前后气体物质的量增大,质量守恒,混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,故③符合;

    ④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化是平衡标志,故④符合;

    故答案为:③④;

    (3)①B容器的体积变为原来的1.5倍,增加的气体的物质的量为3.6 mol×0.5=1.8 mol,依据化学方程式可知增加2mol,反应甲醇1mol,则反应的甲醇的物质的量为0.9 mol,CH3OH的转化率=[0.9mol/1.2mol]×100%=75%.A是恒容反应容器,B是恒压反应容器.B容器充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g)与B容器充入1molCH2OH(g)和2molH2O(g),是等效平衡.反应方程式中生成物气体增多,反应时A容器压强比B容器大,所以A中平衡时相当于B平衡后的加压,加压平衡向逆反应方向移动,A容器中H2O百分含量增多,填B“<A”;

    故答案为:75%;<;

    ②打开K时,AB组成一个等温等压容器,相应的起始投入总物质的量与平衡的总体积成正比,设打开K重新达到平衡后总的体积为x,则x:(3+3.6)=1.5a:3.6

    求得x=2.75a,所以B的体积为2.75a-a=1.75a,

    故答案为:1.75a.

    点评:

    本题考点: 化学平衡的计算;反应速率的定量表示方法;化学平衡状态的判断.

    考点点评: 本题考查了化学平衡三段式计算,平衡标志的分析判断,恒温恒容容器,恒温恒压容器的分析判断是解题关键,气体压强之比和物质的量之比成正比例,题目难度较大.