Question

【題目】工業(yè)上常用CO和H2合成甲醇，反應方程式為：

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g) △H，在T1℃時，體積為2L的恒容容器中充入物質的量之和為3mol的H2和CO，達到平衡時CH3OH的體積分數(shù)(V%)與n(H2)：n(CO)的關系如圖所示。

(1)當起始n (H2)：n(CO) =2，經(jīng)過5min達到平衡，此時容器的壓強是初始壓強的0.7倍，則0～5min內(nèi)平均反應速率v(H2)=____。若此時再向容器中加入0.15 mol CO (g)和0.05 mol CH3OH (g)，達新平衡時H2的轉化率將_______（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

(2)由下圖可知該反應的△H_____0（選填“>”、“<”或“=”，下同），壓強pl____p2；當壓強為p2時，在y點：v（正）____v（逆）。

Answer 1

【答案】0.09molL-1min-1增大＞＞＞

【解析】

（1）H2和CO總物質的量為3mol，n(H2):n(CO)=2，起始時n(H2)=2mol，n(CO)=1mol，

CO (g) +2H2 (g) CH3OH (g)

起始： 1 2 0

變化： x 2x x

平衡： 1－x 2－2x x 相同條件下，壓強之比等于物質的量之比，即3/(3－2x)=1/0.7，解得2x=0.9mol，根據(jù)化學反應速率數(shù)學表達式，v(H2)=0.9/(2×5)mol/(L·min)=0.09mol/(L·min)；達到平衡時，平衡常數(shù)K===2.70，再充入0.15molCO和0.05molCH3OH，各組分的物質的量分別為0.7mol、1.1mol、0.5mol，此時的Q=2.36<2.70，反應正向移動，H2的轉化率增大；

（2）根據(jù)圖像，隨著溫度升高，CO的轉化率增大，平衡向正反應方向進行，即△H>0；作等溫線，增大壓強，平衡向正反應方向進行，CO的轉化率增大，即p1>p2；y點在T溫度下沒有達到平衡，在y點反應向正反應方向移動，即v(正)>v(逆)。