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生成甲醇（催化劑為Cu₂O/ZnO）：
根據(jù)題意完成下列各題：
（1）反應達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K=

 

，升高溫度，K值

 

（填“增大”“減小”或“不變”）．
（2）在其他條件不變的情況下，將處于E點的體系的體積壓縮到原來的

1

2

，下列有關該體系的說法正確的是

 

a．氫氣的濃度減少
b．正反應速率加快，逆反應速率也加快
c．甲醇的物質的量增加
d．重新平衡時

n(H2)

n(CH3OH)

增大
（3）可逆反應：CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g） 在恒容密閉容器中反應，達到平衡狀態(tài)的標志是：

 

①單位時間內生成2n molH₂的同時生成n mol CH₃OH
②單位時間內生成2n molH₂ 的同時，生成n mol CO
③用CO、H₂、CH₃OH 的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為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分子質量不再改變的狀態(tài)
（4）據(jù)研究，反應過程中起催化作用的為Cu₂O，反應體系中含少量CO₂有利于維持催化劑Cu₂O的量不變，原因是：

 

（用化學方程式表示）

Answer 1

考點：化學平衡的影響因素,化學平衡狀態(tài)的判斷

專題：

分析：（1）根據(jù)方程式和K的含義書寫；根據(jù)溫度對平衡的影響，判斷K的變化；
（2）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的

1

2

，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據(jù)濃度比值等于物質的量比值；
（3）反應到達平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各物質的濃度、百分含量不變，可以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化，由此進行判斷，解題時要注意，選擇判斷的物理量，隨著反應的進行發(fā)生變化，當該物理量由變化到定值時，說明可逆反應到達平衡狀態(tài)；
（4）在加熱條件下CO能還原Cu₂O使其減少，因此反應體系中含有少量二氧化有利于抑制反應向正反應方向移動，維持Cu₂O的量不變．

解答： 解：（1）已知CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g），則K=

c(CH 3OH)

c(CO)?c 2(H 2)

，500℃時甲醇的物質的量小，所以升高溫度，平衡逆移，所以K減小，
故答案為：

c(CH 3OH)

c(CO)?c 2(H 2)

；減小；
（2）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的

1

2

，則壓強增大，正逆反應速率都增大，平衡向正向移動，甲醇的物質的量增多，氫氣的物質的量減小，但由于體積減小，平衡時氫氣的濃度反而增大，根據(jù)濃度比值等于物質的量比值，則有重新平衡時

n(H2)

n(CH3OH)

減小，即bc正確，
故答案為：b c；
（3）①單位時間內生成2n molH₂表示逆速率，生成n mol CH₃OH表示正速率，而且正逆速率之比等于計量數(shù)之比，說明反應達到平衡狀態(tài)，故正確；
②單位時間內生成2n molH₂表示逆速率，生成n mol CO表示逆速率，都表示逆速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
③反應速率之比等于計量數(shù)之比，在反應開始后一直成立，則用CO、H₂、CH₃OH 的物質的量濃度變化表示的反應速率的比為1：2：1，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
④氣體的體積不變，質量守恒，則混合氣體的密度始終不變，則氣體的密度不再改變時，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，故錯誤；
⑤隨著反應進行氣體的物質的量減小，氣體的質量不變，則混合氣體的平均相對分子質量隨著反應進行逐漸增大，當混合氣體的平均相對分子質量不再改變時，說明反應達到平衡狀態(tài)，故正確．
故答案為：①⑤；
（4）在加熱條件下CO能還原Cu₂O使其減少，因此反應體系中含有少量二氧化有利于抑制反應向正反應方向移動，維持Cu₂O的量不變，反應方程式為Cu₂O+CO?2Cu+CO₂，故答案為：Cu₂O+CO?2Cu+CO₂．

點評：本題考查化學平衡的影響因素和化學平衡的標志等問題，題目難度中等，注意外界條件對化學平衡移動的影響以及平衡狀態(tài)的判斷角度，側重于考查學生對化學平衡移動原理的應用能力．