Question

【題目】工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇：

CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)+Q

32、能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填字母序號(hào)，下同)________。

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．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變	D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

33、下表所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)。

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

①由表中數(shù)據(jù)判斷該反應(yīng)Q________(填“>”、“＝”或“<”)0；

②某溫度下，將2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c(CO)＝0.2 mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為________，此時(shí)的溫度為________。

34、要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是________。

a．升溫　 b．加入催化劑 c．增加CO的濃度 d．加入H2加壓

e．加入惰性氣體加壓　f．分離出甲醇

35．尋找合適的催化劑來(lái)改善上述合成甲醇的條件一直是研究課題。現(xiàn)分別對(duì)X、Y、Z三種催化劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)（其他條件均相同）：

① X在T1℃時(shí)催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

② Y在T2℃時(shí)催化效率最高，能使正反應(yīng)速率加快約3×105倍；

③ Z在T3℃時(shí)催化效率最高，能使逆反應(yīng)速率加快約1×106倍；

已知：T1＞T2＞T3，根據(jù)上述信息，你認(rèn)為在生產(chǎn)中應(yīng)該選擇的適宜催化劑并簡(jiǎn)述理由：___________________________________________________。

Answer 1

【答案】CD > 80% 250℃ df 選Z，溫度要求低，反應(yīng)速率快

【解析】

32.可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；

33.①升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，據(jù)此分析該反應(yīng)△H；

②根據(jù)平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量，可以計(jì)算出其變化量，進(jìn)而計(jì)算出一氧化碳的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)三段式計(jì)算出該反應(yīng)的平衡常數(shù)，找出對(duì)應(yīng)溫度；

34.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H<0，要提高CO的轉(zhuǎn)化率，則使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，且不能是增大CO的濃度來(lái)改變平衡；

35．因?yàn)?/span>T1＞T2＞T3，所以溫度越低平衡常數(shù)越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大，又催化劑同等程度加快反應(yīng)速率，因此據(jù)此可以選出既能在低溫下作用又能加快反應(yīng)速率的催化劑。

32.A．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，生成CH3OH的速率與消耗CO的速率始終相等，所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，錯(cuò)誤；

B．混合物的質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，錯(cuò)誤；

C．反應(yīng)前后，混合氣體的物質(zhì)的量改變，氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，正確；

D．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，正確；故選CD；

33.①升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)，根據(jù)表格知，溫度越高，化學(xué)平衡常數(shù)越小，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即△H＜0，而放出的熱量Q>0；

②平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=80%；

CO（g）+2H2（g）≒CH3OH（g）單位為mol/L

反應(yīng)開(kāi)始(mol/L) 1 3 0

反應(yīng)(mol/L) 0.8 1.6 0.8

平衡(mol/L) 0.2 1.4 0.8

平衡常數(shù)K==2.04，所以溫度是250℃；

34.a．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；

b．催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，故錯(cuò)誤；

c．增加CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，故錯(cuò)誤；

d．加入H2加壓，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；

e．加入惰性氣體加壓，參加反應(yīng)的氣體壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；

f．分離出甲醇，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；

故選df；

35．因?yàn)?/span>T1＞T2＞T3，所以溫度越低平衡常數(shù)越大，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越大，又催化劑同等程度加快反應(yīng)速率，所以既能在低溫下作用又能加快反應(yīng)速率的催化劑最好選用Z。