Question

1．隨著人類對環(huán)境和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中有害氣體的含量及對其有效地開發(fā)利用，引起了各國的普遍重視．目前工業(yè)上有一種方法是用CO來生產(chǎn)燃料甲醇．一定條件下的密閉容器中，CO和H₂生成甲醇的反應(yīng)：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；
 I．根據(jù)如圖1所示判斷反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)．
（1）若升高溫度，該反應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)K值減小（填“增大”、“減小”或“不變”）
（2）500℃時(shí)，在體積為V L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v（H₂）=$\frac{2n{\;}_{B}}{t{\;}_{B}V}$mol•（L•min）^-1 （用字母表示）
（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，下列有關(guān)該體系的說法正確的是bc
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(shí)n（H₂）/n（CH₃OH）增大
 II．在一定條件下向密閉容器中充入10mol CO和20mol H₂，發(fā)生上述反應(yīng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率（α）與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示．
（1）若A、B兩點(diǎn)表示在某時(shí)刻達(dá)到的平衡狀態(tài)，此時(shí)在A點(diǎn)時(shí)容器的體積為V_AL，則該溫度下的平衡常數(shù)K=$\frac{V{\;}^{2}}{100}$；A、B兩點(diǎn)時(shí)容器中，n（A）_總：n（B）_總=5：4．
（2）若C點(diǎn)表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，此時(shí)容器體積保持不變，要提高H₂的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是CE．（填字母，下同）
A．升高溫度   B． 加催化劑   C．． 通入CO   D．通入H₂E．再通入5mol CO和10mol H₂
（3）若A點(diǎn)表示達(dá)到的平衡狀態(tài)，在溫度不變且保證H₂濃度不變的情況下，增大容器的體積，平衡C．
A．向正反應(yīng)方向移動(dòng)   B． 向逆反應(yīng)方向移動(dòng)   C． 不移動(dòng)．

Answer 1

分析 I．（1）溫度升高時(shí)，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（2）根據(jù)甲醇的反應(yīng)速率計(jì)算氫氣的反應(yīng)速率；
（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，體系的壓強(qiáng)增大，正逆反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量增加，由于溫度不變，則平衡常數(shù)不變，達(dá)新平衡時(shí)，雖然氫氣反應(yīng)一部分，但由于體積的影響大于平衡移動(dòng)的影響，則氫氣的濃度增大；
II．（1）A、B點(diǎn)是同溫度下的平衡，轉(zhuǎn)化率變化，但平衡常數(shù)不變，結(jié)合化學(xué)平衡三段式列式計(jì)算A處的平衡常數(shù)，A點(diǎn)一氧化碳轉(zhuǎn)化率為50%，B點(diǎn)一氧化碳轉(zhuǎn)化率為70%；
（2）提高氫氣的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是改變條件促使平衡正向進(jìn)行；
（3）根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素來回答．

解答 解：I．（1）由圖象可知，當(dāng)溫度升高時(shí)，甲醇的物質(zhì)的量減小，說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則平衡常數(shù)減小，
故答案為：減��；
（2）由圖象可知，時(shí)間達(dá)到t_B時(shí)，甲醇的物質(zhì)的量為n_B，則甲醇的反應(yīng)速率為v（CH₃OH）=$\frac{\frac{n{\;}_{B}}{V}}{t{\;}_{B}}$mol•（L•min）^-1，由方程式可知v（H₂）=2v（CH₃OH）=$\frac{2n{\;}_{B}}{t{\;}_{B}V}$mol•（L•min）^-1，
故答案為：$\frac{2n{\;}_{B}}{t{\;}_{B}V}$mol•（L•min）^-1；
（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的$\frac{1}{2}$，體系的壓強(qiáng)增大，正逆反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量增加，由于溫度不變，則平衡常數(shù)不變，達(dá)新平衡時(shí)，雖然氫氣反應(yīng)一部分，但由于體積的影響大于平衡移動(dòng)的影響，則氫氣的濃度增大，
故答案為：bc；
II．（1）依據(jù)圖象分析可知AB是同溫度下的平衡，平衡常數(shù)隨溫度變化，所以平衡常數(shù)不變，A點(diǎn)一氧化碳轉(zhuǎn)化率為50%，B點(diǎn)一氧化碳轉(zhuǎn)化率為70%，密閉容器中充有10mol CO與20mol H₂，A點(diǎn)平衡常數(shù)結(jié)合平衡三段式列式計(jì)算；
              CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）
起始量（mol）  10      20        0
變化量（mol）  5       10        5 
平衡量（mol）  5       10        5
平衡常數(shù)K=$\frac{\frac{5}{V}}{\frac{5}{V}×（\frac{10}{V}）{\;}^{2}}$=$\frac{V{\;}^{2}}{100}$；
B點(diǎn)一氧化碳轉(zhuǎn)化率為70%，
則              CO（g）+2H₂ （g）?CH₃OH（g）
起始量（mol）  10      20        0
變化量（mol）  7       14        7
平衡量（mol）  3       6         7
A、B兩點(diǎn)時(shí)容器中，n（A）總：n（B）總=（5+10+5）：（3+6+7）=20：16=5：4；
故答案為：$\frac{V{\;}^{2}}{100}$；5：4；
（2）反應(yīng)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，
A．升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，故錯(cuò)誤；
B． 加催化劑，平衡不移動(dòng)，則氫氣的轉(zhuǎn)化率不變，故錯(cuò)誤；
C． 通入CO，平衡正向移動(dòng)，則氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故正確；   
D．通入H₂，雖然平衡正向移動(dòng)，但氫氣的轉(zhuǎn)化率減小，故錯(cuò)誤；
E．再通入5mol CO和10mol H₂，相對于壓強(qiáng)增大，平衡正向移動(dòng)，則氫氣的轉(zhuǎn)化率增大，故正確； 故選：CE；
（3）保證H₂濃度不變的情況下，增大容器的體積，則反應(yīng)物，生成物的濃度均不變，即Qc仍然是等于K，仍然是平衡狀態(tài)；
故答案為：C；

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡的計(jì)算應(yīng)用，圖象分析，影響平衡的因素分析判斷，化學(xué)平衡移動(dòng)原理是解題關(guān)鍵，題目難度中等．