Question

【題目】工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應合成甲醇：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0

（1）判斷反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是______（填序號）。

a．生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等

b．混合氣體的密度不變

c．混合氣體的總物質(zhì)的量不變

d．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

（2）下圖表示在溫度分別為T1、T2時，平衡體系中H2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線，A、C兩點的反應速率A______C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C兩點的化學平衡常數(shù)A______C，由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可采用______的方法（填“升溫”或“降溫”）。

（3）圖I是反應時CO和CH3OH的濃度隨時間的變化情況，從反應開始到平衡，用CO濃度變化表示平均反應速率v(CO)=______。

（4）寫出該反應的熱化學方程式______________________________。

（5）當溫度升高時，該平衡常數(shù)K將________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（6）恒容條件下，下列措施中能使增大的有______.

A．升高溫度 B．充入He氣

C．再充入1molCO和2molH2 D．使用催化劑

（7）在恒溫條件下，擴大容器體積，則平衡____（填“逆向移動”、“正向移動”、“不移動”）

Answer 1

【答案】 c d ＜ ＝ 升溫 v(CO)= 0.075mol·L-1·min-1 CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1 減小 C 逆向移動

【解析】(1)生成CH3OH的速率與消耗CO的速率都是正反應速率,無法判斷是否達到平衡狀態(tài),a錯誤；反應前后氣體的總質(zhì)量不變，容器容積固定,氣體的體積不變,氣體的密度恒為定值，不能判斷反應是否達到平衡，b錯誤；反應前后都是氣體,化學計量數(shù)之和不相等，故混合氣體的總物質(zhì)的量不變，可以判斷達到了平衡狀態(tài),c正確；反應物和生成物的濃度不變，生成速率等于消耗速率，正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，d正確；正確選項cd。

（2）根據(jù)圖2，A、C兩點溫度相同，C點的壓強大于A點，故反應速率:A<C；因為溫度相同，故A、C的化學平衡常數(shù)相等；B點氫氣的含量小于A點的，反應放熱，若要提高氫氣的含量，必須升高溫度；正確答案:；=；升溫。

（3）根據(jù)圖像可知：CO濃度變化=1-0.25=0.75mol/L；平均反應速率v(CO)=0.75/10=0.075mol·L-1·min-1；正確答案：0.075mol·L-1·min-1。

（4）根據(jù)圖像可知該反應的ΔH=反應物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵放出的總能量=419-510=-91 kJ·mol-1 ；該反應的熱化學方程式CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1；正確答案：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1。

（5）CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1，反應為放熱反應，升高溫度，平衡左移，該平衡常數(shù)K將減小；正確答案：減小。

（6）升高溫度，平衡左移， 減小，A 錯誤；體積、溫度不變，充入He氣，對各物質(zhì)的濃度沒有影響，平衡不動，因此不變，B錯誤；恒容條件下，再充入1molCO和2molH2，相當于增大容器內(nèi)氣體的壓強，平衡右移，增大，C正確；使用催化劑只能改變反應的速率，平衡不移動，不變，D錯誤；正確選項C。

（7）在恒溫條件下，擴大容器體積，相當于減小壓強，平衡向氣體體積增大的方向移動，則平衡逆向移動；正確答案：逆向移動。