Question

9、一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）：CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）
根据题意完成下列各题：
（1）在某温度下，反应物的起始浓度分别为：
     c（CO）=1mol，L^-1，c（H₂）=2mol?L^-1； 达到平衡后，H₂的转化率为60%，平衡常数K=    ，升高温度，K值    （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是   
a．氢气的浓度减少        b．正反应速率加快，逆反应速率也加快
c．甲醇的物质的量增加    d．重新平衡时n（H₂）/n（CH₃OH）增大
（3）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，原因是：     （用化学方程式表示）．
（4）反应过程中CO（g）、H₂（g）、CH₃OH（g）物质的量变化如图所示，分别用A、B、C表示CO、H₂、CH₃OH，根据图中所示判断下列说法正确的是    ．
A．10～15min可能是加入了正催化剂
B．10～15min可能是降低了温度
C．20min时可能是缩小了容器体积
D．20min时可能是增加了B的量．

Answer 1

【答案】分析：（1）达到平衡后，H₂的转化率为60%，则转化的氢气为2mol?L^-1×60%=1.2mol?L^-1，以此求出各物质的浓度，根据平衡常数表达式计算；
（2）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，则压强增大，正逆反应速率都增大，平衡向正向移动，甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大，根据浓度比值等于物质的量比值；
（3）在加热条件下CO能还原Cu₂O使其减少，因此反应体系中含有少量二氧化有利于抑制反应向正反应方向移动，维持Cu₂O的量不变；
（4）10～15min之间各反应物的反应速率增大，可能是加入催化剂，20min时图象中只有B增大，则可能是增加了B的量，
解答：解：（1）达到平衡后，H₂的转化率为60%，则转化的氢气为2mol?L^-1×60%=1.2mol?L^-1，
           CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g）
起始：1mol?L^-1 2mol?L^-1          0
转化：0.6mol?L^-1 1.2mol?L^-1 0.6mol?L^-1
平衡：0.4mol?L^-1     0.8mol?L^-1      0.6mol?L^-1
k==2.34（mol/L）^-2，由图象可知，升高温度甲醇的物质的量减小，则该反应应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K减小，
故答案为：2.34；减小；  
（2）在其他条件不变的情况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，则压强增大，正逆反应速率都增大，平衡向正向移动，甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大，根据浓度比值等于物质的量比值，则有重新平衡时减小，即bC正确，故答案为：b c；   
（3）在加热条件下CO能还原Cu₂O使其减少，因此反应体系中含有少量二氧化有利于抑制反应向正反应方向移动，维持Cu₂O的量不变，反应方程式为Cu₂O+CO2Cu+CO₂，
故答案为：Cu₂O+CO2Cu+CO₂；
（4）A、10～15min之间各反应物的反应速率增大，可能是加入催化剂，故A正确；
B、10～15min之间各反应物的反应速率增大，而降低温度时反应速率减小，故B错误；
C、20min时如增大压强，则各物质的浓度都应增大，而图象中只有B增大，不可能是改变压强，故C错误；
D、20min时图象中只有B增大，则可能是增加了B的量，故D正确．
故答案为：A D．
点评：本题考查化学平衡移动及其计算，题目难度中等，本题注意外界条件对平衡移动的影响．