Question

【題目】如何降低大氣中的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用引起了全世界的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應(yīng)原理，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：在容積為1L的密閉容器中，充入和，在下發(fā)生發(fā)應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得和的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖1所示：

（1）下列事實(shí)能說(shuō)明反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)的是______________

A.容器內(nèi)的密度不再改變 B. CO2和H2 的物質(zhì)的量比不再改變

C.v正（CO2）=3v逆（H2） D. 容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再改變

（2）達(dá)平衡時(shí)，的體積分?jǐn)?shù)為____________，平衡常數(shù)為______保留兩位小數(shù)；該溫度下，測(cè)得某時(shí)刻，、、和的濃度均，則此 時(shí)正______逆填“”“”或“”。

（3）由圖2可知，當(dāng)溫度升高到達(dá)平衡時(shí)，K值__________填“增大”“減小”或“不變”。

（4）下列措施中不能使的轉(zhuǎn)化率增大的是______。

A.在原容器中再充入1mol

B.在原容器中再充入

C.縮小容器的容積

使用更有效的催化劑

E.將水蒸氣從體系中分離出

F.在原容器中充入1molHe

Answer 1

【答案】D 5.33 > 減小 BDF

【解析】

⑴中A選項(xiàng)，根據(jù)密度公式，氣體質(zhì)量沒(méi)有變化，容器體積沒(méi)有變化，即密度始終沒(méi)有改變，因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志，故A錯(cuò)誤；

B選項(xiàng)，CO2和H2開(kāi)始比是1:3，在整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中消耗也是按照1:3在消耗，因此在反應(yīng)過(guò)程中剩余的CO2和H2的物質(zhì)的量比始終未1:3，因此不能作為判斷平衡的標(biāo)志，故B錯(cuò)誤；

C選項(xiàng)，v正(CO2)，反應(yīng)正方向，v逆(H2)，反應(yīng)逆方向，兩個(gè)不同的方向，還要遵循速率比等于計(jì)量系數(shù)之比，應(yīng)該3v正(CO2) = v逆(H2)，故C錯(cuò)誤；

D選項(xiàng)，該反應(yīng)為不等體積反應(yīng)，因此正向反應(yīng)時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)在不斷減小，當(dāng)壓強(qiáng)不再改變時(shí)就達(dá)到平衡，故D正確；

綜上所述，答案D。

⑵根據(jù)反應(yīng)及圖像分析，利用“三步走”思想

CO2(g) ＋ 3H2(g) CH3OH (g) ＋ H2O(g)

開(kāi)始 1 mol·L-1 3 mol·L-1 0 0

轉(zhuǎn)化 0.75 mol·L-1 2.25 mol·L-1 0.75 mol·L-1 0.75 mol·L-1

平衡 0.25 mol·L-1 0.75 mol·L-1 0.75 mol·L-1 0.75 mol·L-1

故第一空答案為30%；

根據(jù)平衡常數(shù)公式代入

故第二空答案為5.33；

根據(jù)濃度商公式代入得出數(shù)據(jù)與化學(xué)平衡常數(shù)比較

濃度商小于平衡常數(shù)，即要變大，則生成物要增加，平衡正向移動(dòng)即正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故第三空答案為“>”；

⑶根據(jù)圖象知，升高溫度，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，K值減小，故答案為減��；

⑷A選項(xiàng)，在原容器中再充入1mol氫氣，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，二氧化碳消耗，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率增大，故A能增大轉(zhuǎn)化率；

B選項(xiàng)，在原容器中再充入1 mol 二氧化碳，平衡正向移動(dòng)，雖然二氧化碳又消耗了，根據(jù)轉(zhuǎn)化率公式可知，分子分母都變大，由于平衡移動(dòng)是微弱的，因此分子增加幅度小于分母增加的幅度，轉(zhuǎn)化率減小，故B不能增大轉(zhuǎn)化率；

C選項(xiàng)，縮小容器的容積，壓強(qiáng)增大，平衡向體積減小的方向移動(dòng)即正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率變大，故C能增大轉(zhuǎn)化率；

D選項(xiàng)，使用更有效的催化劑，反應(yīng)速率加快，但平衡沒(méi)有發(fā)生移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變，故D不能增大轉(zhuǎn)化率；

E選項(xiàng)，將水蒸氣從體系中分離出即減小生成物濃度，平衡正向移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率增大，故E能增大轉(zhuǎn)化率；

F選項(xiàng)，在原容器中充入1molHe，體系壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)濃度沒(méi)有發(fā)生改變，平衡不移動(dòng)，轉(zhuǎn)化率不變；故F不能增大轉(zhuǎn)化率；

綜上所述，正確答案為BDF