Question

一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇（催化劑為Cu₂O/ZnO）：CO（g）+ 2H₂（g）CH₃OH（g）

根據(jù)題意完成下列各題：

（1）500⁰C，從反應(yīng)開始到平衡，甲醇的平均反應(yīng)速率v(CH₃OH)=   （用n_B、 t_B 表示）

（2）在其他條件不變的情況下，將處于E點(diǎn)的體系的體積壓縮到原來的1/2，下列有關(guān)該體系的說法正確的是             

a .氫氣的濃度減少                 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(shí)n(H₂)/n(CH₃OH)增大

（3）可逆反應(yīng)：CO（g）+ 2H₂（g）CH₃OH（g） 在恒容密閉容器中反應(yīng)，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是：    

①單位時(shí)間內(nèi)生成2n molH₂的同時(shí)生成n mol CH₃OH

②單位時(shí)間內(nèi)生成2n molH₂的同時(shí)，生成n mol CO

③用CO、H₂、CH₃OH 的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為1 : 2 : 1的狀態(tài)

④混 合氣體的密度不再改變的狀態(tài)

⑤ 混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)

（4）改變下列哪些條件能增大甲醇的產(chǎn)量（  ）

A．增大容器體積      B．增大壓強(qiáng)          C．升高溫度         D．加催化劑

（5）反應(yīng)達(dá)到平衡后再升高溫度，K值          (填“增大”“減小”或“不變”)。

（6）據(jù)研究，反應(yīng)過程中起催化作用的為Cu₂O，反應(yīng)體系中含少量CO₂有利于維持催化劑Cu₂O的量不變，原因是：                              （用化學(xué)方程式表示）。

 

Answer 1

【答案】

（12分）（1）n(B）/[3t(B)]mol·l^-1·min^-1     (2）bc     (3)①、⑤     (4)Ｂ

（5）減小（6）Cu₂O+CO 2Cu+CO₂

【解析】

試題分析：（1）由圖象可知，在500℃時(shí)，時(shí)間達(dá)到t_B時(shí)，甲醇的物質(zhì)的量為n_B，所以甲醇的反應(yīng)速率υ（CH₃OH）＝。

（2）在其他條件不變的情況下，將處于E點(diǎn)的體系的體積壓縮到原來的1/2，容器的體積減小，則壓強(qiáng)增大，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正向移動(dòng)，甲醇的物質(zhì)的量增多，氫氣的物質(zhì)的量減小，但由于體積減小，平衡時(shí)氫氣的濃度反而增大，所以答案選b、c。

（3）在一定條件下，當(dāng)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí)（但不為0），反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度或含量不再發(fā)生變化的狀態(tài)，稱為化學(xué)平衡狀態(tài)。①中反應(yīng)速率的方向相反，且滿足速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，正確；②中反應(yīng)速率的方向是相同的，速率之比是相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，因此②中的關(guān)系始終是成立，不正確；平衡時(shí)濃度不再發(fā)生變化，但物質(zhì)之間的濃度不一定相等或滿足某種關(guān)系，③不正確；密度是混合氣的質(zhì)量和容器容積的比值，在反應(yīng)過程中質(zhì)量和容積始終是不變的，④不正確；混合氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量是混合氣的質(zhì)量和混合氣的總的物質(zhì)的量的比值，質(zhì)量不變，但物質(zhì)的量是變化的，所以⑤可以說明。答案選①、⑤。

（4）根據(jù)圖像可知，溫度越高，甲醇的物質(zhì)的量越多，這說明正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，降低甲醇的產(chǎn)量，C不正確；正方應(yīng)是體積減小的，所以增大容器的容積降低壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，降低甲醇的產(chǎn)量，A不正確，B正確；催化劑不能改變平衡狀態(tài)，D不正確，答案選B。

（5）正方應(yīng)是放熱反應(yīng)，因此升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小。

（4）由于CO能還原氧化亞銅，即反應(yīng)的方程式是Cu₂O+CO2Cu+CO₂，所以反應(yīng)體系中含少量CO₂有利于向正反應(yīng)方向移動(dòng)。

考點(diǎn)：考查反應(yīng)速率的計(jì)算、外界條件對(duì)平衡狀態(tài)和平衡常數(shù)的影響、平衡狀態(tài)的判斷

點(diǎn)評(píng)：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題綜合性強(qiáng)，側(cè)重對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)和學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)與訓(xùn)練。有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力，提高學(xué)生的應(yīng)試能力。該題的難點(diǎn)是平衡狀態(tài)的判斷。