Question

16．已知反應(yīng)CO+H₂=CH₃OH，在其他條件相同時(shí)，在兩個(gè)不同容積的容器中分別充入1mol H₂和 2mol CO 如圖所示．
（1）下列措施中能使平衡時(shí)c（CO）•c（H₂）/c（CH₃OH）增大的是A．（填序號(hào)）
A．升高溫度 B．增大壓強(qiáng) C．CO和H₂用量均加倍 D．降低溫度
（2）V₁＜V₂（填“＞”或“＜”）．
（3）800℃時(shí)，容積為V₂的容器中，甲醇的體積分?jǐn)?shù)是36%．
（4）下列說(shuō)法正確的是d．（選填編號(hào)）
a．溫度越低，越有利于CO催化加氫
b．恒壓下充入氦氣，則平衡正向移動(dòng)
c．從平衡體系中分離出CH₃OH能加快正反應(yīng)速率
d．該體系中H₂與CH₃OH的物質(zhì)的量相等，且保持不變，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)．
（5）若V₂=1L，600℃達(dá)到平衡時(shí)，再向容器中充入CO、H₂、CH₃OH各0.5mol，則v_正＞v_逆．（填“＞”或“＜”，需列式分析）

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）（{H}_{2}）}$，溫度不變，平衡常數(shù)不變，逆反應(yīng)平衡常數(shù)為正反應(yīng)平衡常數(shù)的倒數(shù)，則$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）}$為逆反應(yīng)的平衡常數(shù)，據(jù)此分析選項(xiàng)；
（2）相同溫度下壓強(qiáng)越大平衡正向進(jìn)行，一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，則P₁＞P₂；
（3）800℃時(shí)，容積為V₂的容器中，CO轉(zhuǎn)化率為40%，結(jié)合三行計(jì)算列式，體積分?jǐn)?shù)等于其物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)；
（4）a．催化劑的活性受溫度影響；
b．恒壓下充入氦氣，總壓增大分壓不變，平衡不變；
c．生成物濃度減小反應(yīng)反應(yīng)速率減小；
d．物質(zhì)的物質(zhì)的量不變說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；
（5）若V₂=1L，600℃達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為80%，結(jié)合化學(xué)三行計(jì)算列式計(jì)算平衡濃度，計(jì)算此時(shí)平衡常數(shù)，用題干所給濃度計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向．

解答 解：（1）圖象分析可知隨溫度升高，一氧化碳轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，相同溫度下壓強(qiáng)越大平衡正向進(jìn)行，一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，則P₁＞P₂，反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{c（CO）（{H}_{2}）}$，溫度不變，平衡常數(shù)不變，逆反應(yīng)平衡常數(shù)為正反應(yīng)平衡常數(shù)的倒數(shù)，則$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）}$為逆反應(yīng)的平衡常數(shù)，改變溫度和濃度不影響比值變化，升溫平衡逆向進(jìn)行，則$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）}$比值增大，降低溫度平衡正向進(jìn)行$\frac{c（CO）c（{H}_{2}）}{c（C{H}_{3}OH）}$減小，
故答案為：A；
（2）相同溫度下壓強(qiáng)越大平衡正向進(jìn)行，一氧化碳轉(zhuǎn)化率增大，則P₁＞P₂，體積越小壓強(qiáng)越大，則V₁＜V₂，
故答案為：＜；
（3）CO+H₂ =CH₃OH，
起始量（mol）             2    1      0
變化量（mol）         2×40%   0.8   0.8  
一氧化碳轉(zhuǎn)化率40%（mol）1.2    0.2   0.8
甲醇的體積分?jǐn)?shù)=$\frac{0.8}{1.2+0.2+0.8}$×100%=36%，
故答案為：36%；
（4）a．催化劑的活性受溫度影響，溫度越低，催化劑活性越差，不利于CO催化加氫，故a錯(cuò)誤；
b．恒壓下充入氦氣，總壓增大分壓不變，平衡不變，故b錯(cuò)誤；
c．生成物濃度減小反應(yīng)反應(yīng)速率減小，從平衡體系中分離出CH₃OH能減慢正反應(yīng)速率，故c錯(cuò)誤；
d．該體系中H₂與CH₃OH的物質(zhì)的量相等，且保持不變，物質(zhì)的物質(zhì)的量不變說(shuō)明物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故d正確，
故答案為：d；
（5）若V₂=1L，600℃達(dá)到平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化率為80%，結(jié)合化學(xué)三行計(jì)算列式計(jì)算平衡濃度，
                          CO+H₂ =CH₃OH，
起始量（mol）             2    1      0
變化量（mol）         2×80%   1.6   1.6
平衡量（mol）          0.4     0.4     1.6
體積為1L，用物質(zhì)的量代替平衡濃度計(jì)算此時(shí)平衡常數(shù)K=$\frac{1.6}{0.4×0.4}$=10，
600℃達(dá)到平衡時(shí)，再向容器中充入CO、H₂、CH₃OH各0.5mol，用題干所給濃度計(jì)算濃度商和平衡常數(shù)比較判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向，Qc=$\frac{1.6+0.5}{（0.4+0.5）×（0.4+0.5）}$=2.6＜K=10，反應(yīng)正向進(jìn)行，v_正＞v_逆，
故答案為：＞．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡影響因素和有關(guān)計(jì)算，主要是圖象分析判斷、化學(xué)平衡原理和概念的實(shí)質(zhì)理解應(yīng)用，題目難度中等．