Question

【题目】工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH

（1）判断反应达到平衡状态的依据是______（填序号）。

a．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 b．混合气体的密度不变

c．混合气体的总物质的量不变 d．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

（2）CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1。

实际生产条件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右，选择此压强的理由是______。

（3）右图2表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A______C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A______C，由状态B到状态A，可采用______的方法（填“升温”或“降温”）。

（4）图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况，从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=______。

（5）写出该反应的热化学方程式______________________________

（6）当温度升高时，该平衡常数K将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（7）恒容条件下，下列措施中能使增大的有______

A．升高温度 B．充入He气 C．再充入1molCO和2molH2 D．使用催化剂

（8）在恒温条件下，保持CO浓度不变，扩大容器体积，则平衡______（填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”）

Answer 1

【答案】 c d 在1.3×104kPa下，CO的转化率已经较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而成本增加，得不偿失 ＜ ＝ 升温 v(CO)= 0.075mol·L-1·min-1 CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1 减小 C 逆向移动

【解析】（1）a、生成CH3OH的速率与消耗CO的速率都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，a错误；b、容器容积固定，气体的质量不变，故气体的密度始终不变，不能据此说明反应达到平衡状态，b错误；c、反应前后都是气体，化学计量数之和不相等，故混合气体的总物质的量不变，可以判断达到了平衡状态，c正确；d、反应物和生成物的浓度不变，生成速率等于消耗速率，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，d正确；答案选cd；（2）由于在1.3×104kPa下，CO的转化率已经较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而成本增加，得不偿失，因此实际生产条件控制在250℃、1.3ⅹ104 kPa左右；（3）根据图2可知A、C两点温度相同，C点的压强大于A点，故反应速率：A＜C；由于温度相同，故A、C的化学平衡常数相等；根据图1压强相等情况下，升高温度，CO转化率降低，说明反应为放热，B点氢气的含量小于A点的，因此若要提高氢气的含量，必须升高温度；（4）根据图I可判断从反应开始到平衡CO浓度减少了0.75mol/L，则用CO浓度变化表示的平均反应速率v(CO)＝0.75mol/L÷10min＝0.075mol·L-1·min-1。（5）根据图Ⅱ可知反应热是419kJ/mol－510kJ/mol＝－91kJ/mol，因此该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝-91 kJ·mol-1；（6）A．升高温度平衡逆向移动，减小，A错误；B．充入He气，平衡不移动，不变，B错误；C．再充入1molCO和2molH2相当于增大压强，平衡正向移动，增大，C正确；D．使用催化剂，平衡不移动，不变，D错误；答案选C；（8）该反应是气体体积减小的反应，扩大容器体积，压强减小，平衡向体积增大的方向移动，也就是平衡逆向移动。