Question

一定条件下，在体积为3L的密闭容器中化学反应CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）达到平衡状态．
（1）该反应的平衡常数表达式K=

 

；根据图，升高温度，K值将

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）500℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H₂的浓度变化表示的化学反应速率是

 

（用n_B，t_B表示）．
（3）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是

 

（填字母）．
a．v_生成（CH₃OH）=v_消耗（CO）            b．混合气体的密度不再改变
c．混合气体的平均相对分子质量不再改变    d．CO、H₂、CH₃OH的浓度均不再变化
（4）300℃时，将容器的容积压缩到原来的

1

2

，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是

 

（填字母）．
a．c（H₂）减小                   b．正反应速率加快，逆反应速率减慢
c．CH₃OH的物质的量增加            d．重新平衡时

c(H2)

c(CH3OH)

减小
（5）在一个容积为VL的密闭容器中．CO和水蒸气混合物加热到800℃达到下列平衡：COg）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）K=1.00，若反应开始时充入0.400mol CO和2.00mol水蒸气，达到平衡时CO的转化率？（写出简明的计算过程）

Answer 1

考点：体积百分含量随温度、压强变化曲线,化学平衡常数的含义,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算

专题：化学平衡专题

分析：（1）K=

C(CH3OH)

C(CO)C2(H2)

，从图象可知温度升高，平衡逆向移动，K值减小；
（2）速率之比等于方程式的计量系数之比，先求出用甲醇表示的速率之比再根据速率之比等于方程式的计量系数之比求解；
（3）判断可逆反应达到化学平衡状态的标志，一个是“等”也就是正反应速率等于逆反应速率；一个是“定”也就是物质的百分含量等保持不变，抓住反应中时刻改变的量不变时，反应达到平衡；
（4）缩小容器的体积相当于加压，平衡向系数减小的方向移动，然后根据平衡的移动分析求解；
（5）列三段表示各种物质的物质的量变化情况求解．

解答： 解：（1）K=

C(CH3OH)

C(CO)C2(H2)

，从图象可知温度升高，平衡逆向移动，K值减小，故答案为：

C(CH3OH)

C(CO)C2(H2)

；减小；
（2）V（CH₃OH）=

nB

tB×3L

，因为

V(CH3OH)

V(H2)

=

1

2

，所以V（H₂）=2

nB

tB×3L

故答案为：

2nB

3tBL

；
（3）a．都表示的正反应方向的速率关系不能判断正逆反应速率是否相等，故a错误；
b．ρ=

m

v

，m是气体的总质量，反应过程中始终保持不变，v是定值，所以ρ始终不变，不能用来判断是否达到平衡，故b错误；
c．M=

m

n

，m是气体的总质量，反应过程中始终保持不变，n是气体的物质的量之和，反应前后气体系数不同，故M可以用来判断是否达到平衡，故c正确；
d．各种物质的浓度不变可以最为达到平衡的标准，故d正确；
故选cd；
（4）缩小容器的体积相当于加压，平衡向系数减小的方向移动，
a．c（H₂）应该先增大后减小，但是比原来的大，故a错误；
b．缩小体积反应物、生成物浓度都增大，所以速率都增大，故b错误；
c．缩小容器的体积相当于加压，平衡向系数减小的方向移动，即向正方向移动，甲醇的物质的量增加，故c正确；
d．K=

C(CH3OH)

C(CO)C2(H2)

，

1

K

=

C(CO)C2(H2)

C(CH3OH)

，缩小容器的体积，C（CO）浓度先变大后变小，但是比原来的大，因为温度不变所以

1

K

不变，所以重新平衡时

c(H2)

c(CH3OH)

减小，故d正确；
故选cd；
（5）设反应过程中消耗CO的物质的量为a
      COg）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）
n₀mol 0.400  2.00      0       0
△n mol   a     a      a       a  
n_平 mol 0.400-a    2.00-a    a   a
 K=

C(CO2)C(H2)

C(CO)C(H2O)

=

a v × a v

0.400-a v 2.00-a v

=1  
得a=

1

3

，CO的转化率=

a

0.400-a

×100%=83.3%，
答：平衡时CO的转化率为83.3%．

点评：本题考查了化学平衡常数表达式及计算、影响化学平衡移动的因素、平衡图象，题目知识面广，难度较大，做题时注意三段式的应用．