Question

【題目】工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ΔH

（1）能判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是__________(填字母序號)。

A．2 ν逆(H2) = ν 正(CO)

B．混合氣體的密度不變

C．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

E．容器內(nèi)CO、H2、CH3OH的濃度之比為1:2:1

F．CO、H2、CH3OH的速率之比為1:2:1

（2）CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1，該反應(yīng)△H_______0（填“＞”或“＜”）

（3）一定溫度下,將4a mol H2和2a mol CO放入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)后測得CO的轉(zhuǎn)化率為50％，則：

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______________。

②若此時再向該容器中投入a mol CO、2a mol H2和a mol CH3OH，判斷平衡移動的方向是_______________（“正向移動”、“逆向移動”或“不移動”）；

③在其他條件不變的情況下，將容器體積壓縮到原來的，與原平衡相比，下列有關(guān)說法正確的是_____________（填字母）。

A．H2的濃度減小； B．正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率也加快；

C．甲醇的物質(zhì)的量增加； D．重新平衡時， 增大；

Answer 1

【答案】CD ＜ 正向移動 BC

【解析】

本題考查化學(xué)平衡的狀態(tài)的判斷依據(jù)、化學(xué)平衡常數(shù)的計算，反應(yīng)方向的判斷以及平衡的移動影響因素等問題，綜合性較強(qiáng)，有些難度。

（1）A.當(dāng)滿足ν逆(H2) = 2 ν 正(CO) = ν 正(H2) 時，該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，所以當(dāng)2 ν逆(H2) = ν 正(CO) 時該反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)， A項(xiàng)錯誤；
B.反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變，所以混合氣體的密度始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，B項(xiàng)錯誤；
C.反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變但氣體的總物質(zhì)的量減小，其平均相對分子質(zhì)量增大，當(dāng)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變時各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)正確；
D. CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化時，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故D項(xiàng)正確；
E.容器內(nèi)CO、H2、CH3OH的濃度之比為1：2：1時，該反應(yīng)可能達(dá)到平衡狀態(tài)也可能沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，與反應(yīng)初始濃度及轉(zhuǎn)化率有關(guān)，E項(xiàng)錯誤；
F.CO、H2、CH3OH的速率之比為1：2：1時該反應(yīng)可能達(dá)到平衡狀態(tài)也可能沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，因?yàn)闆]有明確反應(yīng)方向，所以不能判斷平衡狀態(tài)，F項(xiàng)錯誤；故選CD；
故答案為：CD。

(2). 相同壓強(qiáng)下，升高溫度平衡向吸熱方向移動，根據(jù)圖知相同壓強(qiáng)下升高溫度CO轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，△H＜0；

故答案為：＜。

（3）①在一定溫度下，若將4a mol H2和2a mol CO放入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)后測得CO的轉(zhuǎn)化率為50%，依據(jù)平衡三段式列式計算；
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始量(mol·L－1)a 2a 0
變化量(mol·L－1) a×50% a 0.5a

平衡量(mol·L－1) 0.5a a 0.5a

則該反應(yīng)的平衡常數(shù) K= = ,

故答案為：。

②若此時再向該容器中投入a mol CO、2amol H2 和 a mol CH3OH，濃度為 c(CO）= 0.5amol·L－1 + 0.5amol·L－1 = amol·L－1 ，c(H2）= amol·L－1 + amol·L－1 =2amol·L－1

c(CH3OH）= 0.5amol·L－1 + 0.5amol·L－1 = amol·L－1 ，Q = = < K ，平衡正向移動，
故答案為：正向移動。

③縮小體積壓強(qiáng)增大平衡正向移動，
A.容器體積降為原來的一半，平衡正向移動，氫氣的物質(zhì)的量減少導(dǎo)致氫氣濃度減小但大于未減小容器體積時濃度，A項(xiàng)錯誤；
B.壓強(qiáng)增大，反應(yīng)物、生成物濃度都增大，所以正逆反應(yīng)速率都增大，B項(xiàng)正確；
C.平衡正向移動，則甲醇的物質(zhì)的量增加，C項(xiàng)正確；
D.平衡正向移動，氫氣的物質(zhì)的量減少、甲醇的物質(zhì)的量增大，所以重新平衡時，減小，D項(xiàng)錯誤；故選BC，
故答案為：BC。