Question

在密闭容器中充有10mol CO与20mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△=QkJ/molCO的转化率与温度、压强的关系如图所示．
（1）若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态．将混合气体加热至200℃，自反应开始达到平衡状态A点所需要的时间为a min，容器体积为b L．反应达A点时此过程的反应速率为v（CO）=

 

mol/（L?min），则该温度下的平衡常数K_A=

 

．B点时容器的体积V_B

 

b L （填“＞”、“＜”或“=”）．此反应的反应热△H

 

0（填“＞”或“＜”）
（2）若A、C两点分别表示某温度、压强下达到的平衡状态．则自反应开始达到平衡状态所需要的时间t_A

 

t_C（填“＞”、“＜”或“=”）
（3）在不改变反应物用量情况下，为提高CO转化率可采取的措施是

 

（写出一种方法即可）

Answer 1

考点：转化率随温度、压强的变化曲线,化学平衡的影响因素

专题：化学平衡专题

分析：（1）A点CO的转化率为0.5，据此计算参加反应的CO物质的量，利用三段式计算平衡时各组分的物质的量，根据v=

△n V

△t

计算v（CO）；计算平衡时各组分的浓度，代入平衡常数表达式计算K；
A、B温度相同，B的压强比A高，CO转化率更高，平衡时混合气体的物质的量比A小，结合pV=nRT判断体积关系；
由图可知，压强一定时，升高温度，平衡时CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应；
（2）温度越高、压强越大，反应速率越大；
（3）在不改变反应物用量情况下，提高CO转化率，可以改变温度、压强或降低生成物的浓度等，使平衡向正反应方向移动．

解答： 解：（1）A点CO的转化率为0.5，参加反应的CO物质的量=10mol×0.5=5mol，则：
          CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
开始（mol）：10     20       0
变化（mol）：5      10       5
平衡（mol）：5      10       5
故v（CO）=

5mol bL

a min

=

5

ab

mol/（L．min）；
平衡时CO、H₂、CH₃OH的浓度分别为

5

b

mol/L、

10

b

mol/L、

5

b

mol/L，故平衡常数k=

5 b

5 b ×( 10 b )2

=0.01b²；
A、B温度相同，B的压强比A高，CO转化率更高，平衡时混合气体的物质的量比A小，由pV=nRT可知，B点时容器的体积V_B＜b L；
由图可知，压强一定时，升高温度，平衡时CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，故△H＜0，
故答案为：；0.01b²；＜；＜；
（2）C点温度、压强比A的高，温度越高、压强越大，反应速率增大，反应开始到达平衡状态所需的时间要少，所以反应开始到达平衡状态所需的时间t_A＞t_C，
故答案为：＞；
（3）正反应是气体体积减小的放热反应，可以采取加压、降温或将甲醇从混合物体系中分离出来，使平衡向正反应方向移动，提高CO转化率，
故答案为：加压、降温或将甲醇从混合物体系中分离出来．

点评：本题考查反应速率计算及影响因素、平衡常数、化学平衡影响因素等，注意理解外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，难度不大．