Question

【题目】如何降低大气中的含量及有效地开发利用引起了全世界的普遍重视。目前工业上有一种方法是用来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1L的密闭容器中，充入和，在下发生发应，实验测得和的物质的量浓度随时间变化如下所示：

(1)从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率______。500℃达平衡时，的体积分数为______，如上图是改变某条件时化学反应速率随时间变化的示意图，则该条件是______ 该反应的逆反应为______反应填“放热”或“吸热”

(2)500℃该反应的平衡常数为______保留两位小数，若降低温度到300℃进行，达平衡时，K值______填“增大”“减小”或“不变”．

(3)下列措施中能使的转化率增大的是______．

A. 在原容器中再充入

B. 在原容器中再充入和

C. 在原容器中充入

使用更有效的催化剂

E. 将水蒸气从体系中分离出

(4)500℃条件下，改变起始反应物的用量，测得某时刻、、和的浓度均为，则此时正______逆填“”“”或“”

(5)假定该反应是在恒容恒温条件下进行，判断该反应达到平衡的标志______．

A. 消耗同时生成1mol

混合气体密度不变

C. 混合气体平均相对分子质量不变

D.3v正(H2)=v逆(H2O)

E..不变

Answer 1

【答案】0.225mol/(L·min) 升高温度 吸热 5.33 增大 BE > CE

【解析】

根据速率之比等于化学计量数之比计算反应速率；根据平衡时各物质的浓度计算体积分数及平衡常数；根据平衡移动规律分析平衡的移动方向及判断反应是否到达平衡状态。

(1)v(CO2)==0.075mol/(L·min)，v(H2)=3v(CO2)=0.075mol/(L·min)×3=0.225mol/(L·min)；500℃达平衡时，n(CH3OH)=0.75mol/L×1L=0.75mol，n(H2O)=0.75mol，n(CO2)=0.25mol/L×1L=0.25mol，n(H2)=3mol-0.75mol×3=0.75mol，则的体积分数为 = ；如图所示，正逆反应速率都增大，说明升高了反应温度，且逆反应速率增大的更多，平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析得，该反应的逆反应为吸热反应，故答案为：0.225mol/(L·min)；；升高温度；吸热；

(2)500℃该反应的平衡常数为K =5.33；降低温度，平衡正方向移动，平衡常数增大，故答案为：5.33；增大；

(3)A. 在原容器中再充入1molCO2，平衡正方向移动，但的转化率减小，故A不选；

B. 在原容器中再充入和，该反应为气体体积较小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以的转化率增大，故B选；

C. 在原容器中充入，平衡不移动，所以的转化率不变，故C不选；

使用更有效的催化剂，改变反应速率，但对平衡不影响，故D不选；

E. 将水蒸气从体系中分离出，减小生成物浓度，平衡正向移动，故的转化率增大，故E选，故答案为BE；

(4)、、和的浓度均为时，Qc=<K，平衡正向移动，则此时正)>v（逆）；

(5)A.消耗和生成1mol都表示正反应方向，故A不选；

混合气体密度不变，该容器为恒容，所以气体密度始终不变，故B不选；

C.混合气体平均相对分子质量不变，该反应前后气体的物质的量不同，则相对分子质量不变说明反应物生成物浓度不变，说明反应已达到平衡，故C选；

D.反应中，速率之比等于化学计量数之比，若v正(H2)=3v逆(H2O)，则说明反应达到平衡，故D不选；

E.不变，说明生成物和反应物物质的量之比不变，能说明反应物和生成物浓度不变，故E选，故答案为CE。