Question

【题目】工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0

（1）判断反应达到平衡状态的依据是______（填序号）。

a．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

b．混合气体的密度不变

c．混合气体的总物质的量不变

d．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化

（2）下图表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A______C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A______C，由状态B到状态A，可采用______的方法（填“升温”或“降温”）。

（3）图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况，从反应开始到平衡，用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=______。

（4）写出该反应的热化学方程式______________________________。

（5）当温度升高时，该平衡常数K将________（填“增大”、“减小”或“不变”）。

（6）恒容条件下，下列措施中能使增大的有______.

A．升高温度 B．充入He气

C．再充入1molCO和2molH2 D．使用催化剂

（7）在恒温条件下，扩大容器体积，则平衡____（填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”）

Answer 1

【答案】 c d ＜ ＝ 升温 v(CO)= 0.075mol·L-1·min-1 CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1 减小 C 逆向移动

【解析】(1)生成CH3OH的速率与消耗CO的速率都是正反应速率,无法判断是否达到平衡状态,a错误；反应前后气体的总质量不变，容器容积固定,气体的体积不变,气体的密度恒为定值，不能判断反应是否达到平衡，b错误；反应前后都是气体,化学计量数之和不相等，故混合气体的总物质的量不变，可以判断达到了平衡状态,c正确；反应物和生成物的浓度不变，生成速率等于消耗速率，正逆反应速率相等，达到了平衡状态，d正确；正确选项cd。

（2）根据图2，A、C两点温度相同，C点的压强大于A点，故反应速率:A<C；因为温度相同，故A、C的化学平衡常数相等；B点氢气的含量小于A点的，反应放热，若要提高氢气的含量，必须升高温度；正确答案:；=；升温。

（3）根据图像可知：CO浓度变化=1-0.25=0.75mol/L；平均反应速率v(CO)=0.75/10=0.075mol·L-1·min-1；正确答案：0.075mol·L-1·min-1。

（4）根据图像可知该反应的ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的总能量=419-510=-91 kJ·mol-1 ；该反应的热化学方程式CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1；正确答案：CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1。

（5）CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH= -91 kJ·mol-1，反应为放热反应，升高温度，平衡左移，该平衡常数K将减小；正确答案：减小。

（6）升高温度，平衡左移， 减小，A 错误；体积、温度不变，充入He气，对各物质的浓度没有影响，平衡不动，因此不变，B错误；恒容条件下，再充入1molCO和2molH2，相当于增大容器内气体的压强，平衡右移，增大，C正确；使用催化剂只能改变反应的速率，平衡不移动，不变，D错误；正确选项C。

（7）在恒温条件下，扩大容器体积，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，则平衡逆向移动；正确答案：逆向移动。