Question

【題目】甲醇是一種重要的化工原料，又是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景。

（1）在一容積為2L的密閉容器內(nèi)，充入0.2molCO與0.4molH2發(fā)生反應(yīng)，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度，壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。

①A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)大小關(guān)系是PA________PB（填“>、<、=”）。

②A、B、C三點(diǎn)的平衡常數(shù)KA，KB，KC的大小關(guān)系是__________________。

③下列敘述能說明上述反應(yīng)能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是__________________(填代號(hào)) 。

a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍

b．CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再改變

c．混合氣體的密度不再改變

d．CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和保持不變

（2）在P1壓強(qiáng)、T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________________，再加入1.0molCO后重新到達(dá)平衡，則CO的轉(zhuǎn)化率___________（填“增大，不變或減小”）。

（3）T1℃、1L的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得某時(shí)刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol。此時(shí)v(正)________v(逆)（填“>、<或=”）。

Answer 1

【答案】< KA=KB>KC b 100 減小 >

【解析】

（1）①根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)平衡狀態(tài)的影響分析判斷；

②平衡常數(shù)只受溫度影響，據(jù)圖分析，隨溫度升高CO轉(zhuǎn)化率降低，說明正反應(yīng)放熱；

③達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，各組分的濃度不隨著時(shí)間的變化而變化，根據(jù)化學(xué)平衡的特征，由此衍生出的一系列物理量都不變，據(jù)此來判斷；

（2）根據(jù)CO的轉(zhuǎn)化率利用三段式法計(jì)算平衡常數(shù)；根據(jù)濃度對(duì)平衡狀態(tài)的影響分析；

（3）計(jì)算此時(shí)濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。

（1）①反應(yīng)CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）是氣體體積減小的反應(yīng)，加壓平衡正向移動(dòng)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大，所以PA＜PB；

②據(jù)圖分析，隨溫度升高CO轉(zhuǎn)化率降低，說明正反應(yīng)放熱，升溫平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，所以KA=KB＞KC；

③a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍，都是正反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故a錯(cuò)誤；

b．CH3OH的體積分?jǐn)?shù)不再改變說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故b正確；

c．容器體積和氣體質(zhì)量始終不變，所以混合氣體的密度始終不變，因此密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故c錯(cuò)誤；

d．CO和甲醇的化學(xué)計(jì)量數(shù)都為1，所以CO和CH3OH的物質(zhì)的量之和始終保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d錯(cuò)誤；

故答案為b；

（2）P1壓強(qiáng)、T1℃時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為0.5，則

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）

起始濃度（mol/L） 0.1 0.2 0

轉(zhuǎn)化濃度（mol/L） 0.05 0.1 0.05

平衡濃度（mol/L） 0.05 0.1 0.05

化學(xué)平衡常數(shù)K==100；

若溫度不變，再加入1.0molCO，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，重新達(dá)到平衡，氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，CO的轉(zhuǎn)化率減�。�

（4）T1℃、1L的密閉容器內(nèi)發(fā)生上述反應(yīng)，測(cè)得某時(shí)刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量如下：CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此時(shí)反應(yīng)的濃度商Qc==50＜K=100，此時(shí)v正＞v逆。