Question

【題目】化學(xué)反應(yīng)原理在科研和生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用。CO可用于合成甲醇，一定溫度下，向體積為2 L的密閉容器中加入CO和H2，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，達(dá)到平衡后測(cè)得各組分的濃度如下：

物質(zhì)	CO	H2	CH3OH
濃度/(mol·L－1)	0.9	1.0	0.6

(1)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率為________。

(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________。

(3)恒溫恒容條件下，可以說明反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填字母)。

A．v正(CO)＝2v逆(H2)

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

(4)若將容器體積壓縮到1 L，則達(dá)到新平衡時(shí)c(H2)的取值范圍是__________。

(5)若保持容器體積不變，再充入0.6 mol CO和0.4 mol CH3OH，此時(shí)v正__v逆(填“>”“<”或“＝”)，平衡_____________移動(dòng)。

Answer 1

【答案】40% (或0.67)　(L/mol) 2 CD 1.0 mol·L－1<c(H2)<2.0 mol·L－1 ＝ 不

【解析】

（1）根據(jù)化學(xué)計(jì)量比，甲醇和一氧化碳的計(jì)量比是1:1，也就是說生成0.6mol/L甲醇需要消耗0.6 mol/L的，因此反應(yīng)前一氧化碳的濃度為1.5 mol/L，則轉(zhuǎn)化率為；

（2）根據(jù)方程式可知K的表達(dá)式為 ，再代入平衡時(shí)各物質(zhì)的平衡濃度可得；

（3）A.根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比應(yīng)該是2v正()=v逆()時(shí)，才能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.因?yàn)檫@是一個(gè)恒容體系且所有物質(zhì)都是氣體，所以密度是恒定不變的，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

C.因?yàn)樵摲磻?yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不等的反應(yīng)，因此當(dāng)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí)可說明反應(yīng)已達(dá)平衡，C項(xiàng)正確；

D.所有反應(yīng)物和生成物的濃度不變正是反應(yīng)達(dá)到平衡的條件，D項(xiàng)正確；

故選CD；

（4）首先根據(jù)，假設(shè)平衡不隨著體積的改變而移動(dòng)，則當(dāng)容器體積縮小到一半時(shí)，氫氣濃度變成2倍，即2 mol/L；但是平衡要移動(dòng)，由勒夏特列原理可知當(dāng)體積減小（壓強(qiáng)增大）時(shí)，平衡要向氣體分子數(shù)減少（壓強(qiáng)減小）的方向進(jìn)行，也就是正向進(jìn)行，因此氫氣要被消耗一部分，比理論上的2 mol/L要少，但是仍然多于1 mol/L；

（5）第二問已經(jīng)算出了該反應(yīng)的K值為0.67，當(dāng)溫度未改變時(shí)K值也不會(huì)改變，將新的甲醇濃度和一氧化碳濃度代入濃度商Q：，發(fā)現(xiàn)此時(shí)Q仍與K相等，因此平衡不移動(dòng)，平衡沒移動(dòng)也就是說正逆反應(yīng)速率仍然相等。