Question

【題目】一定條件下，在體積為5L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為Cu2O/ZnO)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

根據題意完成下列各題:

（1）反應達到平衡時，平衡常數表達式K=__________，升高溫度，K值_______（填“增大”、“誠小”或“不變”）。

（2）在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)=_____________。

（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，下列有關該體系的說法正確的是___________。

a.氫氣的濃度減少 b.正反應速率加快，逆反應速率也加快

c.甲醇的物質的量增加 d.重新平衡時n(H2/n(CH3OH)增大

（4）據研究，反應過程中起催化作用的為Cu2O，該反應使用催化劑的目的是_____________________。已知反應Cu2O+CO2Cu+CO2若原反應體系中含少量CO2________（填“有利于”“不利于”）維持催化劑Cu2O的量不變。請標出反應Cu2O+CO2Cu+CO2電子轉移的方向和數目：___________________________，標準狀況下2.24LCO2參與反應，電子轉移數為___________個。

Answer 1

【答案】K=c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2) 減小 2nB/5tBmol·(L·min)-1 b c 加快反應速度，縮短達到平衡的時間 有利于 0.2NA

【解析】

試題分析:由圖中信息可知，甲醇的平衡量隨溫度升高而減小，說明該反應為放熱反應。

（1）反應達到平衡時，平衡常數表達式K= ，升高溫度，K值減小。

（2）由圖像可知，在500℃，從反應開始到平衡，甲醇的變化量為nB mol，則氫氣的變化量為2nB mol，所以氫氣的平均反應速率v(H2)= mol·(L·min)-1。

（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，則化學平衡向正反應方向移動。下列有關該體系的說法: a.加壓后，各組分的濃度去增大，雖然平衡向正反應方向移動，但是氫氣的濃度仍比原平衡大，a不正確；b.由于各組分的濃度均變大，所以，正反應速率加快、逆反應速率也加快，b正確；c.平衡向右移動，所以甲醇的物質的量增加，c正確； d.重新平衡時n(H2/n(CH3OH)減小，d不正確。綜上所述，說法正確的是b c。

（4）據研究，反應過程中起催化作用的為Cu2O，該反應使用催化劑的目的是加快反應速度，縮短達到平衡的時間。因為 Cu2O+CO2Cu+CO2，若原反應體系中含少量CO2有利于抑制正反應的發生，故有利于維持催化劑Cu2O的量不變。反應Cu2O+CO2Cu+CO2電子轉移的方向和數目用單線橋可表示為：，若在標準狀況下2.24LCO2參與反應，則消耗0.1mol CO2，電子轉移數為0.2NA個。