Question

【題目】Ⅰ.甲醇可以與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣，反應(yīng)方程式如下：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)；△H>0

（1）一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，測得混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.2倍，則用甲醇表示該反應(yīng)的速率為___。

（2）如圖中P是可自由平行滑動的活塞，關(guān)閉K，在相同溫度時，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g)，兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)。已知起始時容器A和B的體積均為aL，反應(yīng)達(dá)到平衡時容器B的體積為1.5aL，維持其他條件不變，若打開K，一段時間后重新達(dá)到平衡，容器B的體積為___L(連通管中氣體體積忽略不計(jì)，且不考慮溫度的影響)。

Ⅱ.甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用如下反應(yīng)來合成甲醇(于固定容器中進(jìn)行)：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)

下表所列數(shù)據(jù)是該反應(yīng)在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)(K)

溫度	250℃	300℃	350℃
K	2.041	0.27	0.012

（1）300℃下，將2molCO、6molH2和4molCH3OH充入2L的密閉容器中，判斷反應(yīng)___(填“正向”或“逆向”)進(jìn)行。

（2）要提高CO的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是___(填序號)。

a.升溫 b.加入催化劑 c.增加CO的濃度 d.加入H2加壓 e.加入惰性氣體加壓 f.分離出甲醇

Answer 1

【答案】0.01mol·L-1·s-1 1.75a 正向 df

【解析】

Ⅰ. ⑴根據(jù)壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，得出20s時混合物的物質(zhì)的量，再根據(jù)三段式建立關(guān)系，計(jì)算甲醇消耗得物質(zhì)的量，再計(jì)算速率。

⑵先計(jì)算單獨(dú)B容器達(dá)到平衡時的體積，再計(jì)算AB中容器所有物質(zhì)反應(yīng)后的物質(zhì)的量的，再根據(jù)體積之比等于物質(zhì)的量之比，得到反應(yīng)后總的容器體積，再計(jì)算B容器的體積。

Ⅱ.⑴根據(jù)濃度商與平衡常數(shù)比較。

⑵根據(jù)溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)，a.升溫，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率降低；b.加入催化劑，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變；c.增加CO的濃度，平衡正向移動，但CO轉(zhuǎn)化率降低；d.加入H2加壓，平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大；e.加入惰性氣體加壓，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變；f.分離出甲醇，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大。

Ⅰ.⑴一定條件下，向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g)，20s后，測得混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.2倍，則有，則n(20s)=4.8mol，

1x + 3x + x+3x = 4.8，則x = 0.4，甲醇表示該反應(yīng)的速率為；故答案為：0.01mol·L-1·s-1。

⑵如圖中P是可自由平行滑動的活塞，關(guān)閉K，在相同溫度時，向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g)，向B容器中充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g)，兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)。已知起始時容器A和B的體積均為aL，反應(yīng)達(dá)到平衡時容器B的體積為1.5aL，根據(jù)，則，得到B中反應(yīng)后物質(zhì)的量n(B) =5.4mol，為維持其他條件不變，若打開K，一段時間后重新達(dá)到平衡，A、B的比例相同，可以理解為全部混合，n(總) = 1mol+2mol+1.2mol+2.4mol = 6.6mol，根據(jù)B中容器反應(yīng)前后物質(zhì)的量的比例關(guān)系得出3.6mol：5.4mol = 6.6mol :n(反應(yīng)后總)，n(反應(yīng)后總)= 9.9mol，再根據(jù)，得到，V = 2.75a L，原來A容器為aL，因此容器B的體積為2.75a La L = 1.75aL ；故答案為：1.75a。

Ⅱ.⑴300℃下，將2molCO、6molH2和4molCH3OH充入2L的密閉容器中，，因此反應(yīng)正向進(jìn)行；故答案為：正向。

⑵根據(jù)溫度升高，平衡常數(shù)減小，說明反應(yīng)是放熱反應(yīng)，

a.升溫，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率降低，故a不符合題意；

b.加入催化劑，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變，故b不符合題意；

c.增加CO的濃度，平衡正向移動，但CO轉(zhuǎn)化率降低，故c不符合題意；

d.加入H2加壓，平衡正向移動，CO轉(zhuǎn)化率增大，故d符合題意；

e.加入惰性氣體加壓，平衡不移動，轉(zhuǎn)化率不變，故e不符合題意；

f.分離出甲醇，平衡正向移動，轉(zhuǎn)化率增大，故f符合題意；

綜上所述，答案為df。