Question

【題目】一定條件下，在體積為5L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)：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

根據(jù)題意完成下列各題:

（1）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K=__________，升高溫度，K值_______（填“增大”、“誠(chéng)小”或“不變”）。

（2）在500℃，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_____________。

（3）在其他條件不變的情況下，對(duì)處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來(lái)的1/2，下列有關(guān)該體系的說(shuō)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(shí)n(H2/n(CH3OH)增大

（4）據(jù)研究，反應(yīng)過(guò)程中起催化作用的為Cu2O，該反應(yīng)使用催化劑的目的是_____________________。已知反應(yīng)Cu2O+CO2Cu+CO2若原反應(yīng)體系中含少量CO2________（填“有利于”“不利于”）維持催化劑Cu2O的量不變。請(qǐng)標(biāo)出反應(yīng)Cu2O+CO2Cu+CO2電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：___________________________，標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO2參與反應(yīng)，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為___________個(gè)。

Answer 1

【答案】K=c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2) 減小 2nB/5tBmol·(L·min)-1 b c 加快反應(yīng)速度，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間 有利于 0.2NA

【解析】

試題分析:由圖中信息可知，甲醇的平衡量隨溫度升高而減小，說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

（1）反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)表達(dá)式K= ，升高溫度，K值減小。

（2）由圖像可知，在500℃，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，甲醇的變化量為nB mol，則氫氣的變化量為2nB mol，所以氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)= mol·(L·min)-1。

（3）在其他條件不變的情況下，對(duì)處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來(lái)的1/2，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。下列有關(guān)該體系的說(shuō)法: a.加壓后，各組分的濃度去增大，雖然平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但是氫氣的濃度仍比原平衡大，a不正確；b.由于各組分的濃度均變大，所以，正反應(yīng)速率加快、逆反應(yīng)速率也加快，b正確；c.平衡向右移動(dòng)，所以甲醇的物質(zhì)的量增加，c正確； d.重新平衡時(shí)n(H2/n(CH3OH)減小，d不正確。綜上所述，說(shuō)法正確的是b c。

（4）據(jù)研究，反應(yīng)過(guò)程中起催化作用的為Cu2O，該反應(yīng)使用催化劑的目的是加快反應(yīng)速度，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間。因?yàn)?/span> Cu2O+CO2Cu+CO2，若原反應(yīng)體系中含少量CO2有利于抑制正反應(yīng)的發(fā)生，故有利于維持催化劑Cu2O的量不變。反應(yīng)Cu2O+CO2Cu+CO2電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目用單線橋可表示為：，若在標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24LCO2參與反應(yīng)，則消耗0.1mol CO2，電子轉(zhuǎn)移數(shù)為0.2NA個(gè)。