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

（1）能判斷反應達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是__________(填字母序號)。

A．2 ν逆(H2) = ν 正(CO)

B．混合氣體的密度不變

C．混合氣體的平均相對分子質量不變

D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

E．容器內CO、H2、CH3OH的濃度之比為1:2:1

F．CO、H2、CH3OH的速率之比為1:2:1

（2）CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖1，該反應△H_______0（填“＞”或“＜”）

（3）一定溫度下,將4a mol H2和2a mol CO放入2L的密閉容器中，充分反應后測得CO的轉化率為50％，則：

①該反應的平衡常數(shù)為_______________。

②若此時再向該容器中投入a mol CO、2a mol H2和a mol CH3OH，判斷平衡移動的方向是_______________（“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”）；

③在其他條件不變的情況下，將容器體積壓縮到原來的，與原平衡相比，下列有關說法正確的是_____________（填字母）。

A．H2的濃度減小； B．正反應速率加快，逆反應速率也加快；

C．甲醇的物質的量增加； D．重新平衡時， 增大；

Answer 1

【答案】CD ＜ 正向移動 BC

【解析】

本題考查化學平衡的狀態(tài)的判斷依據(jù)、化學平衡常數(shù)的計算，反應方向的判斷以及平衡的移動影響因素等問題，綜合性較強，有些難度。

（1）A.當滿足ν逆(H2) = 2 ν 正(CO) = ν 正(H2) 時，該反應達到平衡狀態(tài)，所以當2 ν逆(H2) = ν 正(CO) 時該反應沒有達到平衡狀態(tài)， A項錯誤；
B.反應前后氣體總質量不變、容器體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，B項錯誤；
C.反應前后氣體的總質量不變但氣體的總物質的量減小，其平均相對分子質量增大，當混合氣體的平均相對分子質量不變時各物質的物質的量不變，反應達到平衡狀態(tài)，C項正確；
D. CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化時，正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故D項正確；
E.容器內CO、H2、CH3OH的濃度之比為1：2：1時，該反應可能達到平衡狀態(tài)也可能沒有達到平衡狀態(tài)，與反應初始濃度及轉化率有關，E項錯誤；
F.CO、H2、CH3OH的速率之比為1：2：1時該反應可能達到平衡狀態(tài)也可能沒有達到平衡狀態(tài)，因為沒有明確反應方向，所以不能判斷平衡狀態(tài)，F項錯誤；故選CD；
故答案為：CD。

(2). 相同壓強下，升高溫度平衡向吸熱方向移動，根據(jù)圖知相同壓強下升高溫度CO轉化率降低，說明平衡逆向移動，則正反應是放熱反應，△H＜0；

故答案為：＜。

（3）①在一定溫度下，若將4a mol H2和2a mol CO放入2L的密閉容器中，充分反應后測得CO的轉化率為50%，依據(jù)平衡三段式列式計算；
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始量(mol·L－1)a 2a 0
變化量(mol·L－1) a×50% a 0.5a

平衡量(mol·L－1) 0.5a a 0.5a

則該反應的平衡常數(shù) K= = ,

故答案為：。

②若此時再向該容器中投入a mol CO、2amol H2 和 a mol CH3OH，濃度為 c(CO）= 0.5amol·L－1 + 0.5amol·L－1 = amol·L－1 ，c(H2）= amol·L－1 + amol·L－1 =2amol·L－1

c(CH3OH）= 0.5amol·L－1 + 0.5amol·L－1 = amol·L－1 ，Q = = < K ，平衡正向移動，
故答案為：正向移動。

③縮小體積壓強增大平衡正向移動，
A.容器體積降為原來的一半，平衡正向移動，氫氣的物質的量減少導致氫氣濃度減小但大于未減小容器體積時濃度，A項錯誤；
B.壓強增大，反應物、生成物濃度都增大，所以正逆反應速率都增大，B項正確；
C.平衡正向移動，則甲醇的物質的量增加，C項正確；
D.平衡正向移動，氫氣的物質的量減少、甲醇的物質的量增大，所以重新平衡時，減小，D項錯誤；故選BC，
故答案為：BC。