Question

【題目】在催化劑的作用下會發生反應：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。回答下列問題：

(1)某溫度下，將2molCO與5molH2的混合氣體充入容積為2L 的恒容密閉容器中，經過5 min 后，反應達到平衡，此時轉移 6 mol電子。從起始至平衡時v(CH3OH)=______mol·L-1·min-1，該反應的平衡常數為______L2·mol-2。

(2)在一定壓強下，向容積為V L的容器中充入a molCO與2a molH2，在催化劑作用下反應生成甲醇，CO 平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。

①p1____(填“＞” “＜”或“=”，下同)p2，△H_____0。

②下列能使該反應的化學反應速率增大，且平衡向正反應方向移動的是 __________(填字母)。

A．及時分離出CH3OH氣體 B．適當升高溫度

C．增大H2的濃度 D．選擇高效催化劑

Answer 1

【答案】0.15 3 ＜ ＜ C

【解析】

根據電子轉移的物質的量計算反應的CO的物質的量，進而計算化學反應速率，結合三段式計算化學平衡常數，由“定一議二”比較壓強大小，通過溫度對平衡的影響判斷反應吸放熱情況，根絕化學反應速率和平衡移動的影響因素進行判斷。

(1)根據題干信息可知，反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中，每消耗1molCO，轉移4mol電子，因此在反應達到平衡時轉移6mol電子，說明從起始至平衡CO消耗了1.5mol，列三段式有：

所以，平衡常數；

(2)①根據圖像分析，溫度相同時，p1到p2的過程CO的轉化率增大，說明平衡正向移動，由于該反應是氣體體積減小的反應，所以p1到p2為增大壓強的過程，即p1＜p2；升高溫度，CO的轉化率減小，說明平衡逆向移動，該反應正反應為放熱反應，即△H＜0；

②A．及時分離除CH3OH氣體平衡向正反應方向進行，但不能使化學反應速率增大，A不符合題意；

B．適當升高溫度反應速率增大，但平衡向逆反應方向進行，B不符合題意；

C．增大H2的濃度能使該反應的反應速率增大，且平衡向正反應方向移動，C符合題意；

D．選擇高效催化劑加快反應速率，但平衡不移動，D不符合題意；

答案選C。