Question

7．能源短缺是人類社會面臨的重大問題．甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應用前景．工業(yè)上合成甲醇的反應為CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H＜0．
（1）要使該反應的反應速率增大，可采取的措施是abc
a．升高溫度     b．增大壓強    c．加入催化劑    d．擴大反應容器的體積
要使生成甲醇的程度增大，即使平衡向正反應方向移動，可采取的措施是be
a．升高溫度     b．增大壓強    c．加入催化劑    d．擴大反應容器的體積   e．及時取走甲醇
（2）在300℃，5MPa條件下，將0.20mol的CO與0.58mol H₂的混合氣體充入2L密閉容器中發(fā)生反應，反應過程中甲醇的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化如圖所示．
①在0～2min內(nèi)，以H₂表示的平均反應速率為0.02mol•L^-1•min^-1．
②300℃時該反應的平衡常數(shù)K=4（mol/L）^-2．

Answer 1

分析 （1）該反應是一個反應前后氣體體積減小的可逆反應，增大壓強、升高溫度、增大物質(zhì)濃度、加入催化劑等都能知道反應速率，研究化學平衡移動原理分析選項改變的條件對平衡的影響，平衡正向進行，甲醇生成量增多；
（2）①據(jù)圖分析出△c和△t即可求出；v（CO）=$\frac{△c}{△t}$代入數(shù)值即可；
②利用三段式平衡濃度，平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪次方乘積除以反應物平衡濃度冪次方乘積．

解答 解：（1）要使該反應的反應速率增大，可采取的措施是
a．升高溫度可以加快反應速率，故a正確；     
b．增大壓強可以增大反應速率，故b正確   
c．加入催化劑加快反應速率，故c正確    
d．擴大反應容器的體積，減小壓強，速率減小，故d錯誤；
CO（g）+2H₂（g）═CH₃OH（g）△H＜0，要使生成甲醇的程度增大，即使平衡向正反應方向移動，可采取的措施是：
a．反應是放熱反應，升高溫度平衡逆向進行，故a 錯誤；     
b．正反應是氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向進行，甲醇生成量增多，故b正確；    
c．加入催化劑增大反應速率，氮不改變化學平衡，甲醇生成量不變，故c錯誤；    
d．擴大反應容器的體積，壓強減小，平衡向逆向進行，故d錯誤；   
e．及時取走甲醇平衡正向進行，生成甲醇的程度增大，故e正確；
故答案為：abc；be；
（2）①2min時，甲醇濃度變化0.02mol/L，則氫氣濃度變化為0.04mol/L，v（H₂）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{0.04mol/L}{2min}$=0.02mol/（L•min）^-1，故答案為：0.02；
②CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
加入的（mol/L）  0.10     0.29       0
反應的（mol/L）  0.02     0.04      0.02
平衡后（mol/L）   0.08    0.25      0.02
K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）{c}^{2}（{H}_{2}）}$=$\frac{0.02mol/L}{0.08mol/L×（0.25mol/L）^{2}}$=4（mol/L）^-2，故答案為：4（mol/L）^-2．

點評 本題考查了化學平衡、反應速率影響因素的分析判斷，平衡常數(shù)、反應速率的概念計算應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．