Question

【题目】某温度时，将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

（1）经过5min后，反应达到平衡，此时转移电子6mol。该反应的平衡常数为_______。V(H2)=_____mol/(L·min)。若保持体积不变，再充入2mulCO和1.5mol CH3OH，此时v(正)___ v(逆)(填“>”“<”或“=”)。

（2）在其他条件不变的情况下，再增加2molCO与5molH2，达到新平衡时，CO的转化率____(填“增大”“减小”或“不变”)。

（3）下列不能说明该反应已达到平衡状态的是__________

a.CH3OH的质量不变 b.混合气体的平均相对分子质量不再改变

c.V逆(CO)=2V正(H2) d.混合气体的密度不再发生改变

（4）在一定压强下，容积为VL的容器充入amolCO与2amolH2,在催化剂作用下反应生成甲醇,平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。

则p1_____p2(填“大于”“小于”或“等于”，下同)，△H_____0。该反应在_______(填“高温”或“低温”)下能自发进行。

（5）能使该反应的反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是_____。

a.及时分离除CH3OH气体 b.适当升高温度

c.增大H2的浓度 d.选择高效催化剂

（6）下面四个选项是四位学生在学习化学反应速率与化学反应限度以后,联系化工生产实际所发表的看法，你认为不正确的是_______。

a.化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品

b.有效碰撞理论可指导怎样提高原料的转化率

c.勒夏特列原理可指导怎样使用有限原料多出产品

d.正确利用化学反应速率和化学反应限度都可以提高化工生产的综合经济效益

Answer 1

【答案】 3 0.3 > 增大 cd 小于 小于 低温 c b

【解析】（1）将2molCO与5molH2的混合气体充入容积为2L的密闭容器中，经过5min后，反应达到平衡，根据化学方程式可以知道转移电子4mol消耗CO物质的量为1mol，则此时转移电子6mol，消耗CO物质的量=6/4×1=1.5 mol，结合化学平衡三段式列式计算

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）
起始量（mol） 2 5 0

变化量（mol） 1.5 3 1.5

平衡量（mol） 0.5 2 1.5

平衡浓度c（CO）=0.5/2=0.25mol/L, c（H2）=2/2=1 mol/L, c（CH3OH）=1.5/2=0.75 mol/L，平衡常数K=0.75/0.25×12=3；v(H2)=3/(2×5)=0.3 mol/(L·min)；若保持体积不变，再充入2molCO和1.5molCH3OH， 生成物浓度为（1.5+1.5）/2=1.5 mol/L，反应物浓度为c（CO）=（0.5+2）/2=1.25 mol/L， c（H2）=1 mol/L，计算此时浓度商Qc=1.5/1.25×12=1.2＜3， 说明平衡正向进行，此时v（正）＞v（负）；正确答案是：3；0.3；＞。

（2）在其它条件不变的情况下，再增加2molCO与5molH2，相当于增大压强，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g），反应是气体体积减小的反应，平衡正向进行，一氧化碳的转化率增大；正确答案：增大。

（3）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，反应达到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，分析选项中变量不变说明反应达到平衡状态；CH3OH的质量不变，物质的量不变，说明反应达到平衡状态，a错误；反应前后气体质量不变，反应前后气体物质的量变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，b错误；反应速率之比等于化学方程式计量数之比，等于正反应速率之比，2v正（CO）=v正（H2），当满足2v逆（CO）=v正（H2）说明氢气的正逆反应速率相同，反应达到平衡状态，所以v逆（CO）=2v正（H2）不能说明反应达到平衡状态，c正确；反应前后气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不发生改变，不能说明反应达到平衡状态，d正确；正确答案：c d；

（4）相同温度下，同一容器中，增大压强，平衡向正反应方向移动，则CO的转化率增大，根据图象知，p1小于p2，温度升高一氧化碳转化率减小，说明升温平衡逆向进行，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0，CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）反应是气体体积减小的反应，△S＜0，反应自发进行的判断根据是△H-T△S＜0，满足此关系低温下能自发进行；正确答案是：小于；小于；低温；

（5）CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应，采取下列措施，其中能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动；及时分离除CH3OH，减少生成物浓度，平衡正向进行，但反应速率减小，a错误；升高温度，平衡逆向移动，b错误；增大H2的浓度，化学反应速率加快，平衡正向移动，c正确；选择高效催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，d错误；正确答案：c。

（6）化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品，而化学平衡理论可指导怎样使用有限原料多出产品，C错误，其余选项都是正确的，答案选C。