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（g）（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）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
（3）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．

Answer 1

考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,化学平衡的影响因素,化学平衡状态的判断

专题：化学平衡专题

分析：（1）根据方程式和K的含义书写；根据温度对平衡的影响，判断K的变化；
（2）缩小容器的体积相当于增大压强，然后根据压强对浓度、速率和化学平衡的影响来解答；
（3）反应到达平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各物质的浓度、百分含量不变，可以及由此衍生的一些量也不发生变化，由此进行判断，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态．

解答： 解：（1）一氧化碳与氢气反应生成甲醇的方程式为：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），则K=

c(CH3OH)

c2(H2)?c(CO)

；300℃时甲醇的物质的量大，500℃时甲醇的物质的量小，说明升高温度，平衡逆移，所以升高温度K减小，
故答案为：

c(CH3OH)

c2(H2)?c(CO)

；减小；
（2）其他条件不变时，将处于E点的体系体积压缩到原来的

1

2

，容器的体积减小，则压强增大，正逆反应速率都增大，平衡向正向移动，甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大，
a．平衡向正向移动，氢气的物质的量减小，但由于体积减小，平衡时氢气的浓度反而增大，故a错误；
b．其他条件不变时，将处于E点的体系体积压缩到原来的

1

2

，容器的体积减小，则压强增大，正逆反应速率都增大，故b正确；
c．平衡向正向移动，甲醇的物质的量增加，故c正确；
d．甲醇的物质的量增多，氢气的物质的量减小，所以重新平衡时

n(H2)

n(CH3OH)

减小；
故答案为：bc；
（3）①单位时间内生成2n molH₂表示逆速率，生成n mol CH₃OH表示正速率，而且正逆速率之比等于计量数之比，说明反应达到平衡状态，故正确；
②单位时间内生成2n molH₂表示逆速率，生成n mol CO表示逆速率，都表示逆速率，不能说明反应达到平衡状态，故错误；
③反应速率之比等于计量数之比，在反应开始后一直成立，则用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，不能说明反应达到平衡状态，故错误；
④气体的体积不变，质量守恒，则混合气体的密度始终不变，则气体的密度不再改变时，不能说明反应达到平衡状态，故错误；
⑤随着反应进行气体的物质的量减小，气体的质量不变，则混合气体的平均相对分子质量随着反应进行逐渐增大，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应达到平衡状态，故正确．
故答案为：①⑤．

点评：本题考查化学平衡的影响因素和化学平衡的标志等问题，题目难度中等，注意外界条件对化学平衡移动的影响以及平衡状态的判断角度，侧重于考查学生对化学平衡移动原理的应用能力．