Question

【題目】工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH

（1）判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)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(zhì)的量不變 d．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

（2）CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1。

實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右，選擇此壓強(qiáng)的理由是______。

（3）右圖2表示在溫度分別為T1、T2時(shí)，平衡體系中H2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線，A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率A______C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)A______C，由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可采用______的方法（填“升溫”或“降溫”）。

（4）圖I是反應(yīng)時(shí)CO和CH3OH的濃度隨時(shí)間的變化情況，從反應(yīng)開始到平衡，用CO濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(CO)=______。

（5）寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______________________________

（6）當(dāng)溫度升高時(shí)，該平衡常數(shù)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(kuò)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(zhuǎn)化率已經(jīng)較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)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(yīng)速率，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，a錯誤；b、容器容積固定，氣體的質(zhì)量不變，故氣體的密度始終不變，不能據(jù)此說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，b錯誤；c、反應(yīng)前后都是氣體，化學(xué)計(jì)量數(shù)之和不相等，故混合氣體的總物質(zhì)的量不變，可以判斷達(dá)到了平衡狀態(tài)，c正確；d、反應(yīng)物和生成物的濃度不變，生成速率等于消耗速率，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到了平衡狀態(tài)，d正確；答案選cd；（2）由于在1.3×104kPa下，CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)較高，再增大壓強(qiáng)CO的轉(zhuǎn)化率提高不大，而成本增加，得不償失，因此實(shí)際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右；（3）根據(jù)圖2可知A、C兩點(diǎn)溫度相同，C點(diǎn)的壓強(qiáng)大于A點(diǎn)，故反應(yīng)速率：A＜C；由于溫度相同，故A、C的化學(xué)平衡常數(shù)相等；根據(jù)圖1壓強(qiáng)相等情況下，升高溫度，CO轉(zhuǎn)化率降低，說明反應(yīng)為放熱，B點(diǎn)氫氣的含量小于A點(diǎn)的，因此若要提高氫氣的含量，必須升高溫度；（4）根據(jù)圖I可判斷從反應(yīng)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(yīng)速率v(CO)＝0.75mol/L÷10min＝0.075mol·L-1·min-1。（5）根據(jù)圖Ⅱ可知反應(yīng)熱是419kJ/mol－510kJ/mol＝－91kJ/mol，因此該反應(yīng)的熱化學(xué)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(dāng)于增大壓強(qiáng)，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(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，擴(kuò)大容器體積，壓強(qiáng)減小，平衡向體積增大的方向移動，也就是平衡逆向移動。