Question

一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇（催化劑為Cu₂O/ZnO）：
根據(jù)題意完成下列各題：
（1）反應(yīng)達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K=

 

，升高溫度，K值

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=

 

（用n_B、t_B表示）
（3）在其他條件不變的情況下，將處于E點的體系的體積壓縮到原來的

1

2

，下列有關(guān)該體系的說法正確的是

 

a．氫氣的濃度減少
b．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快
c．甲醇的物質(zhì)的量增加
d．重新平衡時n（H₂）/n（CH₃OH）增大
（4）可逆反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 在恒容密閉容器中反應(yīng)，達到平衡狀態(tài)的標志是：

 

①單位時間內(nèi)生成2n molH₂的同時生成n mol CH₃OH
②單位時間內(nèi)生成2n molH₂ 的同時，生成n mol CO
③用CO、H₂、CH₃OH 的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為1：2：1的狀態(tài)
④混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)
⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)
（5）據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu₂O，反應(yīng)體系中含少量CO₂有利于維持催化劑Cu₂O的量不變，原因是：

 

（用化學(xué)方程式表示）．

Answer 1

考點：化學(xué)平衡常數(shù)的含義,化學(xué)平衡建立的過程,化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷,物質(zhì)的量或濃度隨時間的變化曲線

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)；
（2）500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=2v（CH₃OH）=2

△n V

△t

；
（3）將處于E點的體系的體積壓縮到原來的

1

2

，體系的壓強增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，正逆反應(yīng)速率都增大；
（4）當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時，各物質(zhì)的部分含量不變，則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)；
（5）二氧化碳能抑制氧化亞銅被還原．

解答： 解：（1）化學(xué)平衡常數(shù)K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高溫度，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明平衡向逆反應(yīng)方向移動，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，化學(xué)平衡常數(shù)減小，故答案為：

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；減�。�
（2）500℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=2v（CH₃OH）=2

△n V

△t

=2×

n(B) 3L

tB

mol/（L．min）=

2n(B)

3t(B)

mol?l^-1?min^-1，故答案為：

2n(B)

3t(B)

；
（3）將處于E點的體系的體積壓縮到原來的

1

2

，體系的壓強增大，
a．體積減小，氫氣的濃度增大，故錯誤；
b．體系壓強增大，正逆反應(yīng)速率都增大，故正確；
c．增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，則甲醇的物質(zhì)的量增加，故正確；
d．增大壓強，平衡向正反應(yīng)方向移動，且氫氣的轉(zhuǎn)化率大于原來體系，所以重新平衡時n（H₂）/n（CH₃OH）減小，故錯誤；
故選bc；
（4）①單位時間內(nèi)生成2n molH₂的同時生成n mol CH₃OH，說明該反應(yīng)正逆反應(yīng)速率相等，所以該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；
②無論該反應(yīng)是否達到平衡，都存在單位時間內(nèi)生成2n molH₂ 的同時，生成n mol CO，所以不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
③用CO、H₂、CH₃OH 的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為1：2：1的狀態(tài)時，該反應(yīng)不一定達到平衡狀態(tài)，與初始濃度與轉(zhuǎn)化率有關(guān)，所以不能判斷是否達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
④無論該反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，混合氣體的密度都不再改變，所以不能據(jù)此判斷是否達到平衡狀態(tài)，故C錯誤；
⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)，說明各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，則該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)，故正確；
故選①、⑤；
（5）該反應(yīng)中存在Cu₂O+CO?2Cu+CO₂，當(dāng)體系中含有二氧化碳時抑制該反應(yīng)發(fā)生，所以有利于氧化亞銅的物質(zhì)的量不變，故答案為：Cu₂O+CO?2Cu+CO₂．

點評：本題涉及化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、化學(xué)平衡移動的影響因素等知識點，根據(jù)方程式特點確定平衡移動影響因素，只有反應(yīng)前后改變的物理量不變時才能作為化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)，題目難度中等．