Question

1．工業(yè)上一般在恒容密閉容器中采用下列反應(yīng)合成甲醇：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
（1）判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是（填字母序號(hào)，下同）CDE．
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．混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變
D．CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化
E．氣體的壓強(qiáng)不再改變
（2）表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)（K）．

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.270	0.012

某溫度下，將2molCO和6molH₂充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)后，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%，此時(shí)的溫度為250℃．
（3）要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是df．
a．升溫   b．加入催化劑    c．增加CO的濃度    d．恒容下加入H₂使壓強(qiáng)變大
e．恒容下加入惰性氣體使壓強(qiáng)變大   f．分離出甲醇
（4）在250℃時(shí)，測(cè)得某密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度見(jiàn)表：

CO	H2	CH3OH
0.5mol•L-1	2mol•L-1	6mol•L-1

此時(shí)反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系是：v_（正）＜v_（逆）（填“＞”“＜”或“═”）．

Answer 1

分析 （1）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等（同種物質(zhì)）或正逆反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比（不同物質(zhì)），平衡時(shí)各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，由此衍生的一些物理量不變，以此分析；
（2）轉(zhuǎn)化率=$\frac{n（CO）（反應(yīng)）}{n（CO）（反應(yīng)開(kāi)始）}$，根據(jù)平衡濃度計(jì)算出平衡常數(shù)來(lái)確定溫度；
（3）要提高CO的轉(zhuǎn)化率，必須使可逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)；
（4）依據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)計(jì)算濃度商，和平衡常數(shù)比較分析判斷反應(yīng)進(jìn)行方向；

解答 解：（1）A．無(wú)論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，生成CH₃OH的速率與消耗CO的速率始終相等，所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故錯(cuò)誤；
B．混合物的質(zhì)量始終不變，容器的體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，所以不能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故錯(cuò)誤；
C．反應(yīng)前后，混合氣體的物質(zhì)的量改變，氣體的質(zhì)量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，混合氣體的相對(duì)平均分子質(zhì)量不變，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故正確；
D．反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，CH₃OH、CO、H₂的濃度都不再發(fā)生變化，所以能作為判斷平衡狀態(tài)的依據(jù)，故正確；
E．氣體的壓強(qiáng)不再改變，說(shuō)明氣體的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)，故正確；
故選：CDE；
（2）平衡時(shí)一氧化碳的物質(zhì)的量=0.2mol/L×2L=0.4mol，轉(zhuǎn)化率=$\frac{n（CO）（反應(yīng)）}{n（CO）（反應(yīng)開(kāi)始）}$=$\frac{（1-0.4）mol}{2mol}$=80%，
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）單位為mol/L
開(kāi)始   1mol/L       3mol/L             0 
變化  0.8mol/L    1.6mol/L       0.8mol/L
平衡 0.2mol/L    1.4mol/L         0.8mol/L
平衡常數(shù)K=$\frac{0.8mol/L}{0.2mol/L×（1.4mol/L）^{2}}$=2.04，所以是250℃；
故答案為：80%；250℃；
（3）a．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
b．催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，故錯(cuò)誤；
c．增加CO的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但CO的轉(zhuǎn)化率降低，故錯(cuò)誤；
d．加入H₂加壓，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；
e．加入惰性氣體加壓，參加反應(yīng)的氣體壓強(qiáng)不變，平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
f．分離出甲醇，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；
故選df；
（4）當(dāng)溫度為850℃時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.041，依據(jù)平衡常數(shù)概念計(jì)算，利用氣體反應(yīng)前后物質(zhì)的量不變，可以用物質(zhì)的量代替平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，K=$\frac{6}{0.5×{2}^{2}}$=3＞K=2.041，平衡逆向進(jìn)行，v（正）＜v（逆）；
故答案為：＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素、平衡狀態(tài)的判斷等知識(shí)點(diǎn)，易錯(cuò)選項(xiàng)是（3）C，注意加入CO雖然能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但一氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低，為易錯(cuò)點(diǎn)．