Question

【題目】一定條件下，在體積為3 L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，平衡常數(shù)表達(dá)式K＝______，升高溫度，K值________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

（2）在500 ℃，從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝_____。[（用n(B)、t(B)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1/2，則下列有關(guān)該體系的說法正確的是 ________

a．氫氣的濃度減小 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n(H2)/n(CH3OH)增大

（4）據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu2O，CO可能使催化劑中毒（失效），反應(yīng)體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，原因是：_________(用化學(xué)方程式表示)。

Answer 1

【答案】K＝ 減小 mol·(L·min)－1。 b、 c Cu2O＋CO2Cu＋CO2。

【解析】

（1）平衡常數(shù)是反應(yīng)達(dá)到平衡時，各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值；根據(jù)圖像可知，升高溫度，甲醇濃度減小，平衡逆向移動；（2）根據(jù)圖示，500 ℃達(dá)到平衡狀態(tài)，生成甲醇n(B)mol，則消耗氫氣2n(B)mol，根據(jù)計算速率。（3）根據(jù)減壓對反應(yīng)速率、平衡限度的影響分析。（4）Cu2O與CO反應(yīng)生成CO2，反應(yīng)體系中含少量CO2可抑制Cu2O與CO反應(yīng)。

（1）平衡常數(shù)是反應(yīng)達(dá)到平衡時，各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比值，CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K＝；根據(jù)圖像可知，升高溫度，甲醇濃度減小，平衡逆向移動，所以升高溫度，K值減小；（2）根據(jù)圖示，500 ℃達(dá)到平衡狀態(tài)，生成甲醇n(B)mol，則消耗氫氣2n(B)mol， mol·(L·min)－1。（3）a．對處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的1/2，各物質(zhì)的濃度均增大，所以氫氣的濃度增大，故a錯誤； b．對處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的1/2，各物質(zhì)的濃度均增大，所以正、逆反應(yīng)速率均加快，故b正確； c．對處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的1/2，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，甲醇的物質(zhì)的量增加，故c正確； d．對處于E點(diǎn)的體系體積壓縮到原來的1/2，壓強(qiáng)增大，平衡正向移動，重新平衡時，n(H2)減小、n(CH3OH)增大，所以n(H2)/n(CH3OH)減小，故d錯誤。（4）Cu2O＋CO2Cu＋CO2，反應(yīng)體系中含少量CO2可抑制Cu2O與CO反應(yīng)。