Question

1．工業(yè)上CO 也用于合成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.1kJ•mol^-1．一定壓強下，向容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H₂，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示．
①p₁小于p₂（填“大于”、“小于”或“等于”）；
②100℃時，該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)K=$（\frac{V}{a}）^{2}$；
③保持其它條件不變，下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率、且能提高CO轉(zhuǎn)化率的是cd．（填字母）．
a．使用高效催化劑  b．降低反應(yīng)溫度      c．通入H₂
d．再增加a mol CO和2a molH₂    e．不斷將CH₃OH從反應(yīng)混合物中分離出來．

Answer 1

分析 ①相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則CO的轉(zhuǎn)化率增大；
②該溫度下，平衡時n（CO）=amol×（1-0.5）=0.5amol，n（CH₃OH）=c（CO）（參加反應(yīng)）=amol×0.5=0.5amol，n（H₂）=2amol-2×amol×0.5=amol，則c（CO）=$\frac{0.5a}{V}$mol/L、c（CH₃OH）=$\frac{0.5a}{V}$mol/L、c（H₂）=$\frac{a}{V}$mol/L，化學平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）．{c}^{2}（{H}_{2}）}$；
③影響反應(yīng)速率的因素有溫度、濃度、壓強和催化劑，影響平衡移動的因素有溫度、濃度和壓強，據(jù)此分析．

解答 解：①相同溫度下，同一容器中，增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則CO的轉(zhuǎn)化率增大，根據(jù)圖象知，p₁小于p₂，故答案為：小于；
②該溫度下，平衡時n（CO）=amol×（1-0.5）=0.5amol，n（CH₃OH）=c（CO）（參加反應(yīng)）=amol×0.5=0.5amol，n（H₂）=2amol-2×amol×0.5=amol，則c（CO）=$\frac{0.5a}{V}$mol/L、c（CH₃OH）=$\frac{0.5a}{V}$mol/L、c（H₂）=$\frac{a}{V}$mol/L，化學平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）．{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$（\frac{V}{a}）^{2}$，故答案為：=$（\frac{V}{a}）^{2}$；
③a．使用高效催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動，故不選；
b．降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)速率減慢，故不選；
c．通入H₂，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故選；
d．在其它條件不變的情況下，再增加a mol CO和2a molH₂，相當于增大壓強，平衡正向進行，達到新平衡時一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，故選；
e．不斷將CH₃OH從反應(yīng)混合物中分離出來，反應(yīng)速率減慢，故不選；
故答案為：cd．

點評 本題考查了化學平衡常數(shù)表達式書寫以及計算、化學平衡影響因素分析判斷、化學平衡狀態(tài)的判斷，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．