Question

工业上用CO生产燃料甲醇．一定条件下发生反应：

CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g）．
（1）图甲是反应时CO（g）和CH₃OH（g）的浓度随时间的变化情况．从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示的平均反应速率v（CO）=

 

（2）适宜的催化剂能

 

（选填序号）．
a．改变反应的热效应   b．降低生产能耗
c．加快反应速率       d．提高反应物的转化率
（3）在2L密闭容器中发生反应CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g），若T℃时，加入2mol CH₃OH，反应达到平衡后，生成CO1 mol，此时向容器中同时加入2molCH₃OH和4 mol的H₂混合气体（保持温度不变），则平衡将

 

（填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”）移动．
（4）恒容条件下，下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO）增大的有

 

（选填序号）．
     a．升高温度           b．使用催化剂         c．再充入2molH₂ d．再充入1molCO．

Answer 1

分析：（1）根据v=

△c

△t

计算反应速率；
（2）根据催化剂只能改变反应的途径，不能改变反应的反应热分析；
（3）若T℃时，加入2mol CH₃OH，反应达到平衡后，生成CO1 mol，先求出K，再计算同时加入2molCH₃OH和4 mol的H₂混合气体时的浓度商，与K比较；
（4）使 

n(CH3OH)

n(CO)

增大，化学平衡应正向移动．

解答：解：（1）由图可知，CO浓度变化量为1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，△t=10min，则v（CO）=

0.75mol/L

10min

=0.075mol/（L?min），
故答案为：0.075mol/（L?min）；
（2）该反应使用催化剂，能改变反应的途径降低反应所需的活化能，所以降低生产能耗，而不能改变反应热，
故答案为：bc；
（3）若T℃时，加入2mol CH₃OH，反应达到平衡后，生成CO1 mol，
              CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）
初始量（mol）：0      0          2
变化量（mol）：1      2          1
平衡量（mol）：1      2          1
平衡时c（CO）=0.5mol/L，c（H₂）=1mol/L，c（CH₃OH）=0.5mol/L，所以K=

c(CH3OH)

c(CO)?c(H2)

=

0.5

0.5×12

=1；
此时向容器中同时加入2molCH₃OH和4 mol的H₂混合气体，则容器内各物质的浓度为：c（CO）=0.5mol/L，c（H₂）=3mol/L，c（CH₃OH）=1.5mol/L
Qc=

1.5

0.5×32

=

1

3

＜K，反应未达到平衡状态，则平衡向正反应方向移动，
故答案为：向正反应方向；
（4）使

n(CH3OH)

n(CO)

增大，化学平衡应正向移动，但升高温度时化学平衡逆向移动，恒容条件下充入He气化学平衡不移动，使用催化剂化学平衡不移动，在恒容条件下再充入1molCO和2molH₂，压强增大，化学平衡正向移动，符合题意，故c正确，故答案为：c．

点评：本题考查化学反应速率、化学平衡及能量变化，学生应注意图象的利用来分析解决问题，图象中的信息是解答本题的关键．