Question

【題目】某溫度時(shí)，將2 mol CO與5 mol H2的混合氣體充入容積為2 L的密閉容器中，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。經(jīng)過5 min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60%。

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________，v(CH3OH)=________mol·L-1·min-1。若保持體積不變，再充入2 mol CO和1.5 mol CH3OH，此時(shí)v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

(2)在一定壓強(qiáng)下，容積為VL的容器充入amol CO與2amol H2，在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇，平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。則ΔH___0，p1____p2(填“大于”“小于”或“等于”)。

(3)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是________。

a.及時(shí)分離出CH3OH氣體 b.適當(dāng)升高溫度 c.增大H2的濃度 d.選擇高效催化劑

Answer 1

【答案】 3 0.15 > 小于 小于 c

【解析】（1）經(jīng)過5min后，反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為60%，所以參加反應(yīng)的氫氣是3mol，則消耗CO是1.5mol，生成甲醇1.5mol，剩余氫氣和CO分別是2mol和0.5mol，則氫氣、CO和甲醇的平衡濃度分別是（mol/L）1、0.25、0.75，所以根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)是在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，生成物濃度的冪之積和反應(yīng)物濃度的冪之積的比值可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)為；其中v(CH3OH）＝＝0.15mol·L－1·min－1；若保持體積不變，再充入2molCO和1.5molCH3OH，此時(shí)CO和甲醇的濃度變?yōu)?/span>0.75mol/L、1.5mol/L，則濃度熵＜3，這說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，則v正>v逆；（2）在壓強(qiáng)相等的條件下CO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而降低，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，所以正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則△H小于0；根據(jù)圖像可知在溫度相等的條件下P2曲線對應(yīng)的CO轉(zhuǎn)化率大，由于正反應(yīng)是體積減小的可逆反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以p1小于p2；（3）a．及時(shí)分離除CH3OH氣體平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，但反應(yīng)速率降低，a錯(cuò)誤；b．適當(dāng)升高溫度反應(yīng)速率增大，但平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，b錯(cuò)誤；c．增大H2的濃度能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大，且平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，c正確；d．選擇高效催化劑加快反應(yīng)速率，但平衡不移動(dòng)，d錯(cuò)誤，答案選c。