Question

甲醇可通過將煤氣化過程中生成的CO和H₂在一定條件下，發(fā)生如下反應(yīng)制得：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問題：

(1)從反應(yīng)開始到平衡，用H₂濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H₂)＝________，CO的轉(zhuǎn)化率為________。

(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________________，溫度升高，平衡常數(shù)________(填“增大”、“減小”或“不變”)。

(3)若在一體積可變的密閉容器中充入1 mol CO、2 mol H₂和1 mol CH₃OH，達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得混合氣體的密度是同溫同壓下起始的1.6倍，則加入各物質(zhì)后該反應(yīng)向________(填“正”或“逆”)反應(yīng)方向移動(dòng)，理由是___________________________________________________。

Answer 1

解析　(1)根據(jù)圖一可知，反應(yīng)開始到達(dá)到平衡的過程中CO的濃度變化為0.75 mol·L^－1，所以CO的反應(yīng)速率為v(CO)＝0.75 mol·L^－1÷10 min＝0.075 mol·L^－1·min^－1，根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，v(H₂)＝2v(CO)＝2×0.075 mol·L^－1·min^－1＝0.15 mol·L^－1·min^－1，CO的轉(zhuǎn)化率為×100%＝75%。

(2)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝。根據(jù)圖二可知，反應(yīng)物的能量比生成物的能量高，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡常數(shù)減小。

(3)因?yàn)榉磻?yīng)物和生成物都是氣體，反應(yīng)過程中質(zhì)量不變，氣體的密度ρ＝m/V。密度增大，說明容器的體積減小，因?yàn)榉磻?yīng)在恒壓的條件下進(jìn)行，容器體積減小，說明反應(yīng)后氣體的物質(zhì)的量減少，因?yàn)檎�反�?yīng)方向是氣體物質(zhì)的量減少的反應(yīng)，所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

答案　(1)0.15 mol·L^－1·min^－1　75%　(2)K＝　減小　(3)正　反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，同溫、同壓下，達(dá)到平衡時(shí)，氣體密度增大，即氣體體積減小，平衡正移