Question

甲醇可通過將煤氣化過程中生成的CO和H₂在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)制得:CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)。請根據(jù)圖示回答下列問題：

(1)從反應(yīng)開始到平衡，用H₂濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H₂)=______，CO的轉(zhuǎn)化率為________。

(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為______________，溫度升高，平衡常數(shù)______(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H₂和1 mol CH₃OH，達(dá)到平衡時測得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則加入各物質(zhì)后該反應(yīng)向_____(填“正”“逆”)反應(yīng)方向移動，理由是______________________

__________________________________________________________________。

Answer 1

(1)根據(jù)圖一可知，反應(yīng)開始到達(dá)到平衡的過程中CO的濃度變化為

0.75 mol·L^-1,所以CO的反應(yīng)速率為v(CO)=0.75 mol·L^-1/10 min=

0.075 mol·L^-1·min^-1，根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知，v(H₂)=2v(CO)=2×0.075 mol·L^-1·min^-1=0.15 mol·L^-1·min^-1，CO的轉(zhuǎn)化率為0.75 mol·L^-1/1.00 mol·L^-1×100%=75%。

(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=根據(jù)圖二可知，反應(yīng)物的能量比生成物的能量高，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小。

(3)因為反應(yīng)物和生成物都是氣體，反應(yīng)過程中質(zhì)量不變，氣體的密度ρ=m/V。密度增大，說明容器的體積減小，因為反應(yīng)在恒壓的條件下進(jìn)行，容器體積減小，說明反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少，因為正反應(yīng)方向是氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng)，所以平衡向正反應(yīng)方向移動。

答案:(1)0.15 mol·L^-1·min^-1   75%

(2)K=   減小

(3)正   反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，同溫、同壓下，達(dá)到平衡時，氣體密度增大，即氣體體積減小，平衡正移