Question

【題目】工業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）判斷反應達到平衡狀態的依據是______（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．混合氣體的總物質的量不變 d．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化

（2）CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖1。

實際生產條件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右，選擇此壓強的理由是______。

（3）右圖2表示在溫度分別為T1、T2時，平衡體系中H2的體積分數隨壓強變化曲線，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A______C，由狀態B到狀態A，可采用______的方法（填“升溫”或“降溫”）。

（4）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)=______。

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

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

（7）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

（8）在恒溫條件下，保持CO濃度不變，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 在1.3×104kPa下，CO的轉化率已經較高，再增大壓強CO的轉化率提高不大，而成本增加，得不償失 ＜ ＝ 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）a、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，a錯誤；b、容器容積固定，氣體的質量不變，故氣體的密度始終不變，不能據此說明反應達到平衡狀態，b錯誤；c、反應前后都是氣體，化學計量數之和不相等，故混合氣體的總物質的量不變，可以判斷達到了平衡狀態，c正確；d、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，d正確；答案選cd；（2）由于在1.3×104kPa下，CO的轉化率已經較高，再增大壓強CO的轉化率提高不大，而成本增加，得不償失，因此實際生產條件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右；（3）根據圖2可知A、C兩點溫度相同，C點的壓強大于A點，故反應速率：A＜C；由于溫度相同，故A、C的化學平衡常數相等；根據圖1壓強相等情況下，升高溫度，CO轉化率降低，說明反應為放熱，B點氫氣的含量小于A點的，因此若要提高氫氣的含量，必須升高溫度；（4）根據圖I可判斷從反應開始到平衡CO濃度減少了0.75mol/L，則用CO濃度變化表示的平均反應速率v(CO)＝0.75mol/L÷10min＝0.075mol·L-1·min-1。（5）根據圖Ⅱ可知反應熱是419kJ/mol－510kJ/mol＝－91kJ/mol，因此該反應的熱化學方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-91 kJ·mol-1；（6）A．升高溫度平衡逆向移動，減小，A錯誤；B．充入He氣，平衡不移動，不變，B錯誤；C．再充入1molCO和2molH2相當于增大壓強，平衡正向移動，增大，C正確；D．使用催化劑，平衡不移動，不變，D錯誤；答案選C；（8）該反應是氣體體積減小的反應，擴大容器體積，壓強減小，平衡向體積增大的方向移動，也就是平衡逆向移動。