Question

一定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇（催化剂为Cu₂O/ZnO）：
根据题意完成下列各题：
（1）反应达到平衡时，平衡常数表达式K=

 

，升高温度，K值

 

（填“增大”“减小”或“不变”）．
（2）500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=

 

（用n_B、t_B表示）
（3）在其他条件不变的情况下，将处于E点的体系的体积压缩到原来的

1

2

，下列有关该体系的说法正确的是

 

a．氢气的浓度减少
b．正反应速率加快，逆反应速率也加快
c．甲醇的物质的量增加
d．重新平衡时n（H₂）/n（CH₃OH）增大
（4）可逆反应：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 在恒容密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是：

 

①单位时间内生成2n molH₂的同时生成n mol CH₃OH
②单位时间内生成2n molH₂ 的同时，生成n mol CO
③用CO、H₂、CH₃OH 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为1：2：1的状态
④混合气体的密度不再改变的状态
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
（5）据研究，反应过程中起催化作用的为Cu₂O，反应体系中含少量CO₂有利于维持催化剂Cu₂O的量不变，原因是：

 

（用化学方程式表示）．

Answer 1

考点：化学平衡常数的含义,化学平衡建立的过程,化学平衡状态的判断,物质的量或浓度随时间的变化曲线

专题：化学平衡专题

分析：（1）化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高温度，甲醇的物质的量减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应；
（2）500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=2v（CH₃OH）=2

△n V

△t

；
（3）将处于E点的体系的体积压缩到原来的

1

2

，体系的压强增大，平衡向正反应方向移动，正逆反应速率都增大；
（4）当正逆反应速率相等时，各物质的部分含量不变，则该反应达到平衡状态；
（5）二氧化碳能抑制氧化亚铜被还原．

解答： 解：（1）化学平衡常数K=

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；升高温度，甲醇的物质的量减小，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应，化学平衡常数减小，故答案为：

c(CH3OH)

c(CO)．c2(H2)

；减小；
（2）500℃，从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H₂）=2v（CH₃OH）=2

△n V

△t

=2×

n(B) 3L

tB

mol/（L．min）=

2n(B)

3t(B)

mol?l^-1?min^-1，故答案为：

2n(B)

3t(B)

；
（3）将处于E点的体系的体积压缩到原来的

1

2

，体系的压强增大，
a．体积减小，氢气的浓度增大，故错误；
b．体系压强增大，正逆反应速率都增大，故正确；
c．增大压强，平衡向正反应方向移动，则甲醇的物质的量增加，故正确；
d．增大压强，平衡向正反应方向移动，且氢气的转化率大于原来体系，所以重新平衡时n（H₂）/n（CH₃OH）减小，故错误；
故选bc；
（4）①单位时间内生成2n molH₂的同时生成n mol CH₃OH，说明该反应正逆反应速率相等，所以该反应达到平衡状态，故正确；
②无论该反应是否达到平衡，都存在单位时间内生成2n molH₂ 的同时，生成n mol CO，所以不能说明该反应达到平衡状态，故错误；
③用CO、H₂、CH₃OH 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为1：2：1的状态时，该反应不一定达到平衡状态，与初始浓度与转化率有关，所以不能判断是否达到平衡状态，故错误；
④无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的密度都不再改变，所以不能据此判断是否达到平衡状态，故C错误；
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，说明各物质的物质的量不变，则该反应达到平衡状态，故正确；
故选①、⑤；
（5）该反应中存在Cu₂O+CO?2Cu+CO₂，当体系中含有二氧化碳时抑制该反应发生，所以有利于氧化亚铜的物质的量不变，故答案为：Cu₂O+CO?2Cu+CO₂．

点评：本题涉及化学平衡状态的判断、化学平衡移动的影响因素等知识点，根据方程式特点确定平衡移动影响因素，只有反应前后改变的物理量不变时才能作为化学平衡状态的判断依据，题目难度中等．